Scoket网络编程

1.首先来的个简单示例:

客户端：

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Text;namespace Client
{internal class Program{static void Main(string[] args){Console.WriteLine("Client");// 创建一个Socket并连接到服务器IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse("192.168.18.124");IPEndPoint remoteEP = new IPEndPoint(ipAddress, 22222);Socket sender = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);sender.Connect(remoteEP);while (true){Console.WriteLine("请输入1或2");Console.WriteLine("1、发送数据：");Console.WriteLine("2、接受数据：");string v1 = Console.ReadLine();int v2 = Int32.Parse(v1);if (v2 == 1){Console.Write("请输入内容：");// 发送数据string v = Console.ReadLine();string message = "Hello from client!";byte[] msg = Encoding.Default.GetBytes(v);foreach(var a in msg){Console.WriteLine(a.ToString());}int bytesSent = sender.Send(msg);Console.WriteLine($"Sent: {v}");}else if (v2 == 2){// 接受数据byte[] buffer = new byte[1024];int bytesRec = sender.Receive(buffer);string data = Encoding.Default.GetString(buffer, 0, bytesRec);Console.WriteLine($"Received: {data}");}else{// 关闭连接sender.Shutdown(SocketShutdown.Both);sender.Close();Console.ReadKey();return;}             }   }}
}

服务端：

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System.Text;namespace Server
{internal class Program{static void Main(string[] args){Console.WriteLine("Server!");// 创建一个用于监听的SocketSocket listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);// 绑定IP地址和端口号IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse("127.0.0.1");IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 22222);listener.Bind(localEndPoint);// 开始监听Console.WriteLine("Waiting for a connection...");listener.Listen(10);// 接受连接Socket handler = listener.Accept();Console.WriteLine($"Connected: {handler.RemoteEndPoint}");while (true){Console.WriteLine("请输入1或2");Console.WriteLine("1:表示读取数据");Console.WriteLine("2:表示发送数据");string v1 = Console.ReadLine();int flag = Int32.Parse(v1);         if(flag == 1){// 读取数据byte[] buffer = new byte[1024];int bytesRec = handler.Receive(buffer);string data = Encoding.Default.GetString(buffer, 0, bytesRec);Console.WriteLine($"Received: {data}");}else if(flag == 2){string v2 = Console.ReadLine();// 发送数据byte[] msg = Encoding.Default.GetBytes(v2);handler.Send(msg);}else{// 关闭连接handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);handler.Close();return;}           }}}
}

2.简单介绍Scoket:

套接字(Socket)，是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端，提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地位来讲，套接字上联应用进程，下联网络协议栈，是应用程序通过网络协议进行通信的接口，是应用程序与网络协议栈进行交互的接口，Socket所处的位置大概是下面这样的。

相关类方法

(1) IPAddress：包含了一个IP地址[提供 Internet 协议 (IP) 地址]

//这里的IP是long类型的,这里使用Parse()可以将string类型数据转成IPAddress所需要的数据类型
IPAddress IP = IPAddress.Parse();

(2) IPEndPoint：包含了一对IP地址和端口号

/*public IPEndPoint(IPAddress address, int port);*/
IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(ip,port);	//处理IP地址和端口的封装类

(3)Encoding.ASCII:编码转换

Encoding.ASCII.GetBytes()	//将字符串转成字节
Encoding.ASCII.GetString()	//将字节转成字符串

（4）获取当前时间

DateTime.Now.ToString("yy-MM-dd hh:mm:ss  ")

3.服务端监听

通常情况下，Socket服务器端的IP地址应该设置为一个有效的主机IP地址，以便服务器能够监听来自该特定IP地址的连接请求。要监听整个子网或多个设备，你可以将服务器的IP地址设置为该子网的默认网关或使用广播地址，或者使用通配符地址"0.0.0.0"来监听所有可用的网络接口。但是，请注意，具体的实现方式取决于你使用的编程语言和Socket库。

4.网段地址和网关概念：

1. **网段地址（Subnet Address）**：
- 网段地址是一个网络的一部分，通常用于划分一个大的IP地址范围成为多个子网。每个子网都有自己的网段地址，用于标识该子网。
- 网段地址是网络地址（Network Address）的一个同义词，它用于标识特定的IP地址范围，例如，"192.168.1.0/24"表示一个IP地址范围，其中最后一个字节（0-255）用于标识具体的设备。
- 网段地址通常与子网掩码一起使用，以确定哪些部分的IP地址用于网络标识，哪些部分用于主机标识。

2. **网关（Gateway）**：
- 网关是一个设备或路由器，它充当了一个网络中的出口点，允许网络中的设备与其他网络（通常是互联网）进行通信。
- 当一个设备需要与不在同一个子网内的设备或网络通信时，它会将数据包发送到网关。网关会将数据包路由到正确的目标，然后将响应数据包返回给设备。
- 在局域网中，通常有一个默认网关，用于处理大多数数据流量。默认网关的IP地址通常是子网中的第一个可用IP地址。

举例来说，假设你有一个局域网的IP地址范围是"192.168.1.0/24"，其中"192.168.1.0"是网段地址，而"192.168.1.1"可能是默认网关的IP地址。在这个情况下，网关充当了连接局域网到其他网络（比如互联网）的出口点，而网段地址用于标识局域网内的IP地址范围。设备在需要与不同子网或外部网络通信时，将数据包发送给网关，由网关进行路由和转发。

5.网络相关知识

1.IP地址基本概念

IP地址

IP地址是主机的唯一标识，保证主机间正常通信。是一种网络编码，用来确定网络中的节点。

IP地址是由32位二进制组成。通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。分成4组，每组8位。子网掩码也是。例如：11000000.10000000.00000001.00000010 平时为了方便记忆，使用点分十进制格式。前面的二进制IP表示成十进制是：192.128.1.2。

二进制

8位二进制最小值 00000000 = 0 最大值 11111111=255

分类

IP地址分以下五类：

A类：从1.0.0.0 到126.255.255.255 ，适用于大型网络

B类：从128.0.0.0到191.255.255.255 ，适用于中型网络

C类：从192.0.0.0到223.255.255.255 ，适用于小型网络

D类：从224.0.0.0到239.255.255.255，用于组播

E类：从240.192.0.0.0到255.255.255.255，用于科研保留

A,B,C为常用类别。其中127.x.x.x段地址空间是被保留的回环地址

网络部分（网络地址）和主机部分（主机地址）

IP地址由2部分组成：网络部分+主机部分

IP地址=网络地址+主机地址

2.子网掩码

子网掩码又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩。它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。

子网掩码也是一个32位地址，只有一个作用：就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

①通过子网掩码，就可以判断两个IP在不在一个局域网内部。

②子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号

③其对应的IP地址中网络地址的所有位置都为1，对应于主机地址的所有位置都为0。

每一类IP地址都有默认的子网掩码

对于A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0；

对于B类地址来说，默认的子网掩码是255.255.0.0；

对于C类地址来说，默认的子网掩码是255.255.255.0。

3.广播地址

广播地址(Broadcast Address)是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。

在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0 ）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

4.子网划分

子网划分定义：Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

5.网络地址计算

①将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址

②将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。

③将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址

注：网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，

由此可以看出地址范围是：网络地址+1 至广播地址-1

示例

一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址

子网掩码255.255.255.224 转二进制：11111111.11111111.11111111.11100000

其中网络位部分是27位，主机位部分是5位

网络地址就是：把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算

IP地址202.112.14.137转二进制：11001010 01110000 00001110 10001001

IP地址&子网掩码

11001010 01110000 00001110 10001001

11111111 11111111 11111111 11100000

11001010 01110000 00001110 10000000

注：与位运算：0与任何数运算为0,1与1运算为1

结果为：202.112.14.128

6.广播地址计算

网络地址的主机位全部变成1 ，10011111 即159 即：202.112.14.159

7.网络数计算

网络数=2的X次方（X是子网掩码中，借的1的个数）如：202.106.1.0/25 是一个C类地址借了一位。因为C类默认是/24嘛。所以X=1。网络数=2的1次方=2个。

8.主机数计算

主机数=2的Y次方-2（Y是子网掩码中0的个数）-2是掐头去尾，头是网络号，尾是广播地址。/25意味着子网掩码中有25个1，剩下32-25个0，也就是7个。所以主机数=2的7次方-2=126，也就是每个子网可以产生126个可以分配给主机使用的IP地址。

9.块大小计算

块大小=256-子网掩码：如：202.106.1.0/25 子网掩码=255.255.255.128 所以块大小=256-128=128。块大小知道了，网道络号就知了。因为，202.106.1.0/25 第一个网络号一定是202.106.1.0 第二个网络号就=202.106.1.0 + 128 =202.106.1.128。

于是得出：202.106.1.0/25 这个子网的网络号就是1.0第一个IP就是1.1，最后一个IP=下一个网络号-2=128-2=202.106.1.126。而202.106.1.127是第一网段的广播地址。

202.106.1.128/25 这个子网的网络号就是1.128 第一个IP就是1.129.最后一个IP就是1.254，而1.255是这个网段的广播地址。

ip段/数字-如192.168.0.1/24是什么意思?

后面数字24是告诉我们有多少网络位，也就是子网掩码中前有多少位1。即：子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000———255.255.255.0

示例：IP地址为202.106.1.0/26 求子网数（网络数）？主机数？网络地址？广播地址？

数字26告诉我们，IP地址的子网掩码为：11111111.11111111.11111111.11000000

这是一个C类地址，默认子网掩码为255.255.255.0。题目IP地址为：255.255.255.192，而网络位借用了主机位两个位置为1

所以：子网数（网络数）=2的X次方（X是子网掩码中，借的1的个数）=4

主机数=2的Y次方-2（Y是子网掩码中0的个数）=62

IP地址转换二进制：11001010.1101010.00000001.00000000

网络地址（网络号）：202.106.1.0、202.106.64、202.106.1.128、202.106.1.192

广播地址：202.106.1.63、202.106.1.127、202.106.1.191、202.106.1.255