標籤: TCP

Windows 10 的 UDP 與 TCP 網路通訊實作案例二(軟體開發、軟件開發、程式設計、程式開發)

      這篇文章主要是續之前另外一篇文章 UDP 網路通訊處理,這次是繼續講解 TCP 網路通訊處理,與UDP 協定不同的是,TCP協定是更加嚴謹,它是基於確認連接是可靠性的,也就是在發生通訊傳輸前,客戶端(Client)必須確認是連接到伺服器(Server)端,因為 TCP 對數據封包的次序與完整性要求相對嚴格,這樣才能確保數據傳輸過程可以正確無誤地送達目的地,所以 TCP 就常用在 文件的傳送,如Line聊天的檔案傳送、Skype 檔案的傳送等。

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     在 Widnows 10 Universal APP 平台下(UWP ),是透過一個 StreamSocket 類別來提供 TCP 網路通訊傳輸協定的 Socket 功能.

在 Client 端(客戶端)大致我們遵守以下幾個步驟:

1.建立一個 StreamSocket 實體物件。

2.呼叫 StreamSocket.ConnectAsync 方法,來與 Server 端作連接要求。

3.使用 OutputStream 屬性所返回的輸出流(Stream),就可以進行發送資料;

    而 InputStream 屬性則是返回輸入流,是用在接受資料。

4.切記當不再使用 Socket 時,呼叫 Dispose 方法來釋放其所佔用的相關資源。

在 Server 端 (伺服器),我們則需要使用一個 StreamSocketListener 物件,綁定繫結 本機的位址跟Port,來監聽 客戶端(Client)的連接請求服務,而當監聽到客戶發出的請求服務時,會引發另外一個事件 ConnectionReceived 事件,從這個事件的Arg參數,我們可以獲取一個與客戶端進行通訊的 StreamSocket 物件。

上面簡單描述原理,以及程式撰寫大致步驟原理,我一樣習慣來個實際寫作案例來引導,我一樣為了簡單化,我把 Server 端界面與 Client 端界面放在一起,這樣這個範例程式可以充當伺客戶器角色也可以當客戶端角色,在實作案例中 客戶端可以選擇一個圖片已經輸入一些文字內容來描述圖片,最後可以發送圖片跟文字內容給伺服器端,當然伺服器端會馬上監聽到有傳輸服務請求,立即結束資料,並顯示在伺服器端的界面。

系統畫面如下圖

(Server 端)

image

(Client 端)

image

下面是相關的界面 XAML Code:

<Pivot>
<PivotItem Header="伺服器(Server 端模擬)">
<Grid>
<Grid.RowDefinitions>
<RowDefinition Height="Auto"/>
<RowDefinition />
</Grid.RowDefinitions>
<StackPanel>
<TextBlock Text="Server IP Address:" Height="30″ Margin="0,0,-0.333,0″/>
<TextBlock x:Name="tbSvIP" FontSize="24″ IsTextSelectionEnabled="True" Height="30″ Margin="0,0,-0.333,0″/>
</StackPanel>
<ListBox Name="lbItems" Grid.Row="1″ Margin="6,15,6,5″>
<ListBox.ItemTemplate>
<DataTemplate>
<Grid>
<Grid.ColumnDefinitions>
<ColumnDefinition Width="Auto"/>
<ColumnDefinition/>
</Grid.ColumnDefinitions>
<Image Width="50″ Height="50″ Stretch="UniformToFill" Source="{Binding Path=Image}"/>
<TextBlock Grid.Column="1″ TextWrapping="Wrap" FontSize="18″ Text="{Binding Path=Text}" Margin="15,0,0,0″/>
</Grid>
</DataTemplate>
</ListBox.ItemTemplate>
</ListBox>
</Grid>
</PivotItem>
<PivotItem Header="客戶端(Client 端模擬)">
<StackPanel>
<TextBox Name="txtServerIp" Header="伺服器IP:"/>
<Image Name="img" Width="150″ Height="150″ HorizontalAlignment="Left"/>
<Button Content="挑選圖片…" Click="OnPickImagFile"/>
<TextBox Name="txtContent" Header="圖片描述:" Height="120″/>
<Button Content="傳送資料" HorizontalAlignment="Stretch" Click="OnSend"/>
</StackPanel>
</PivotItem>
</Pivot>

現在來看主要核心程式碼

一開始我宣告 一個 LISTEN_PORT=“1688”,作為 Server 端監聽的端口。

然後也宣告一個 StreamSocketListener 類別的 listener 欄位。

相關程式我也詳細註解了,主要是在 Loaded事件時,建立對應的監聽事件 ConnectionReceived 、以及使用 BindServiceNameAsync 方法指定監聽的Port。

image

接下來重點在 ConnectionReceived 事件,專門用於接受到 Client 端發出的請求數據。

private async void listener_ConnectionReceived(StreamSocketListener sender, StreamSocketListenerConnectionReceivedEventArgs args)
{
string text = string.Empty;
IRandomAccessStream imgStream = new InMemoryRandomAccessStream();

           // 處理從 Client 端接受到的訊息
using (StreamSocket socket = args.Socket)
{
using (DataReader reader = new DataReader(socket.InputStream))
{
try
{
// 讀出第一個數字,表示文件的長度
await reader.LoadAsync(sizeof(uint));
uint len = reader.ReadUInt32();
await reader.LoadAsync(len);
IBuffer buffer = reader.ReadBuffer(len);
// 寫入 Stream
await imgStream.WriteAsync(buffer);
await reader.LoadAsync(sizeof(uint));
// 再次讀入字串長度
len = reader.ReadUInt32();
// 讀出字串的內容
if (len > 0)
{
await reader.LoadAsync(len);
text = reader.ReadString(len);
}
}
catch (Exception ex)
{
DisplayErrMessage(ex.Message);
}
}
}

           // 顯示接受到的客戶端訊息內容
await Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.Normal, () =>
{
BitmapImage bmp = new BitmapImage();
bmp.DecodePixelWidth = 50;
imgStream.Seek(0);
bmp.SetSource(imgStream);
imgStream.Dispose();
lbItems.Items.Add(new { Image = bmp, Text = text });
});
}

再來 Client 端,主要是選好圖片內容、以及輸入文字描述後,執行【傳送資料】按鈕,而對應的程式碼,如下,我也寫上對應的註解

private async void OnSend(object sender, RoutedEventArgs e)
{
if (txtServerIp.Text.Length == 0)
{
DisplayErrMessage(“請輸入伺服器服的IP位置");
return;
}
IBuffer bufferImg = img.Tag as IBuffer;
if (bufferImg == null)
{
DisplayErrMessage(“請選擇圖像");
return;
}
Button b = sender as Button;
b.IsEnabled = false;

           using (StreamSocket socket = new StreamSocket())
{
try
{
// 發出連線請求
await socket.ConnectAsync(new HostName(txtServerIp.Text), LISTEN_PORT);
// 準備傳送資料(圖片跟文字)
using (DataWriter writer = new DataWriter(socket.OutputStream))
{
// 首先寫入圖片
uint len = bufferImg.Length;
writer.WriteUInt32(len); //長度
writer.WriteBuffer(bufferImg);
// 寫入文字內容
if (txtContent.Text.Length == 0)
{
writer.WriteUInt32(0);
}
else
{
len = writer.MeasureString(txtContent.Text);
writer.WriteUInt32(len); //長度
writer.WriteString(txtContent.Text);
}
// 正式提交
await writer.StoreAsync();
}
txtContent.Text = “";
}
catch (Exception ex)
{
DisplayMessage(ex.Message);
}
}
b.IsEnabled = true;
}

整個程式執行結果畫面

(客戶端)

image

(伺服器端)

image

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黃先生 Allen

Windows 10 的 UDP 與 TCP 網路通訊實作案例一(軟體開發、軟件開發、程式設計、程式開發)

        今年公司承包了許多大型專案,都是必須用到網路存取技術,例如 圖控軟體我們就必須透過 TCP 協定跟硬體設備溝通,來讀取上萬台工業風扇裝置的轉速、溫度等訊息;再來還有影像監控軟體也是大量用到TCP/UDP、Web API網路協定存取,因此在開發各種軟體時,很多機會勢必需要用到網路通訊的技術。

        而這篇教學技術文章,我特別是針對微軟的 Windows 10 平台上,也就是所謂的 Windows 10 通用應用開發(Universal APP,UAP),示範關鍵的程式技術,我想分為 2 篇文章分別介紹 UDP 與 TCP 存取技巧,而這篇文章就先針對 UDP協定來介紹,UDP協定是個無連接(不可靠)的協議,它只提供資料的不可靠傳遞,它一旦把應用程式發給網路層的資料傳送出去,就不保留資料備份(所以UDP有時候也被認為是不可靠的資料報協定),UDP在IP資料報的頭部僅僅加入了復用和資料校驗(欄位),但它相對于TCP 協定來說,資源耗用少、而且處理速度夠快,所以常被用在傳輸要求沒有那麼嚴格的條件下,例如:聊天訊息、網路視訊、語音傳遞。

在 WIndows 10 的 UAP/UWP 平台上,微軟透過一個 DatagramSocket 類別來封裝了所有有關 UDP 網路存取的相關功能。

我將示範 伺服器端(Server) 與 用戶端(Client) 的程式技巧

在 Server 端,主要步驟有

1.建立一個 DatagramSocket 實體物件。

2.建立一個對應的 MessageReceived 事件,它將用來接收 Client 發送的訊息。

3.使用 BindEndPointAsync 方法來綁定本機的位址(IP)、端口(Port),如果是需要本機的所有網路位址(有多張網卡、無線網路等)都可以監聽訊息,我們就改用 BindServiceNameAsync 方法,然後只要指定要擊結對應的Port即可。

而在 Client 端,主要是一樣建立一個 DatagramSocket 實體物件,在透過該 DatagramSocket 提供的 GetOutputSteamAsync() 方法,並在該方法傳入 Server端IP位址、Port即可。

在 XAML 界面我為了好示範,我將 Server 界面跟 Client 界面 放在一起,分別為2個頁籖,這是使用 <Pivot> 元素 (我在這邊不花時間解釋 XAML Code 知識,但開發 Windows 10 XAML 是必備的基本語法,一定要會而且很熟,我就特別喜歡 XAML Code)。

XAML 畫面如下圖

<Pivot>
           <PivotItem Header="Server 伺服器端">
               <Grid>
                   <Grid.RowDefinitions>
                       <RowDefinition Height="Auto"/>
                       <RowDefinition />
                   </Grid.RowDefinitions>
                   <StackPanel>
                       <TextBlock Text="Server IP地址:" FontSize="20″/>
                       <TextBlock Name="tbIp" FontSize="36″ IsTextSelectionEnabled="True"/>
                   </StackPanel>
                   <ListView Grid.Row="1″ Margin="0,15,0,3″ Name="lvMsg">
                       <ListView.Header>
                           <TextBlock Foreground="LightGreen" Text="已截取的Client端請求" FontSize="20″/>
                       </ListView.Header>
                       <ListView.ItemTemplate>
                           <DataTemplate>
                               <StackPanel Margin="6,20″>
                                   <TextBlock FontSize="20″ Foreground="Yellow">
                                       来自
                                       <Run Text="{Binding Path=FromIP}"/>
                                       的消息:
                                   </TextBlock>
                                   <TextBlock TextWrapping="Wrap" FontSize="24″ Text="{Binding Path=Message}"/>
                               </StackPanel>
                           </DataTemplate>
                       </ListView.ItemTemplate>
                   </ListView>
               </Grid>
           </PivotItem>
           <PivotItem Header="Client 端">
               <StackPanel>
                   <TextBox Name="txtServer" Header="Server IP:"/>
                   <TextBox Name="txtMessage" Header="發送訊息內容:" TextWrapping="Wrap" Height="200″/>
                   <Button HorizontalAlignment="Center" Content="送出" Padding="20,0″ Click="OnSend"/>
               </StackPanel>
           </PivotItem>
       </Pivot>

程式運行畫面如下圖

(Server 頁籖)

2016-10-23_23-25-03

(Cilent 頁籖)

2016-10-23_23-25-39

 

看完主要的界面宣告與結果,就開始來講解幾個主要核心程式碼

步驟 1.首先我宣告了 1 個常數 servicePort ,用於指定伺服器服務的端口Port.
    再宣告 2 個欄位(Fields), 作用於 Server UDP 與 Client UDP。

image

步驟 2.在 MainPage 建構子,宣告了載入實際時 綁定 Server 與 Client 端的 UDP Socket 。
   以及 Unload 時,釋放資源。

還有 我還綁定一個 Server 端要監聽 Client 端發送的訊息請求事件

image

步驟 3. Server 監聽事件 ,核心程式碼邏輯

相關程式碼,都附上註解

image

在上述 步驟 1 ~ 步驟 3 ,就完成 Server 端的主要監聽任務。

 

而 Client 端接下來的邏輯,就是在 Client 頁籖界面,輸入 Server 的 IP 位址、端口,以及要發送的內容,相關程式碼邏輯如下

OnSend() 是在 Client 頁籖界面,執行【送出】按鈕對應的動作方法

image

 

以上完成後,讓我們就可以來執行看看

在 Client 端頁籖 輸入訊息內容

image

在 Server 端監聽到的訊息如下

image

 

 

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