TCP .NET (Funktionsweise für Entwickler)

1. Verlässlichkeit

TCP verwendet unter anderem Sequenznummern, Bestätigungen und erneute Übertragungen, um eine zuverlässige Datenübertragung zu gewährleisten. Ein Sender überträgt Datenpakete und wartet dann darauf, dass der Empfänger das Paket als erfolgreich übertragen bestätigt. Falls innerhalb einer festgelegten Zeitspanne keine Bestätigung eintrifft, sendet der Sender das Datenpaket erneut, um sicherzustellen, dass es zugestellt wird. Diese Zuverlässigkeitsmechanismus hilft, Datenverlust oder Korruption aufgrund von Übertragungsproblemen zu vermeiden.

2. verbindungsorientierte Kommunikation

Vor dem Senden von Daten stellt das TCP-Protokoll eine Verbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger her. Um die Synchronisierung herzustellen und Kommunikationsparameter zu bestimmen, führen Sender und Empfänger während der Verbindungsherstellung einen Drei-Wege-Handshake-Prozess durch. Daten können zwischen den Parteien hin und her übertragen werden, bis die Verbindung abgebrochen wird.

3. flow management

Um die Geschwindigkeit zu regulieren, mit der Daten vom Sender an den Empfänger gesendet werden, verwendet TCP Flusskontrollmethoden. Die Flusskontrolle stoppt mithilfe von Sliding-Window-Methoden, dass der Sender dem Empfänger zu viele Daten sendet. Der Sender kann seine Übertragungsrate anpassen, indem er auf die Ankündigung des erhältlichen Pufferspeichers durch den Empfänger reagiert. Dies sorgt dafür, dass Netzwerkressourcen effektiv genutzt werden, und verhindert Überlastung oder Pufferüberlauf.

TCP-Code ist in zwei Teile unterteilt: einer ist der Server und der andere der Client. Der Servercode sendet die Nachricht an den Client über die IP-Adresse und den Port, und der Client empfängt die Daten und verarbeitet sie entsprechend.

TCP-Server-Code

// Basic TCP Server Code in C#
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;

class TcpServer
{
    static void Main()
    {
        // Set up the server endpoint with localhost IP address and a specified port
        var endPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 57472);

        // Create a new TcpListener and start listening for incoming connections
        TcpListener listener = new TcpListener(endPoint);
        listener.Start();
        Console.WriteLine("Server listening...");

        // Accept a TcpClient once a connection attempt is made
        TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
        Console.WriteLine("Client connected");

        // Obtain a NetworkStream object for reading and writing data
        NetworkStream stream = client.GetStream();
        StreamWriter writer = new StreamWriter(stream);

        // Write a message to the client's stream and flush to ensure it's sent
        writer.WriteLine("Hello from the server");
        writer.Flush();

        Console.WriteLine("Message sent from server");
        // Close the client connection
        client.Close();

        // Stop the server listener after communication
        listener.Stop();
    }
}

// Basic TCP Server Code in C#
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;

class TcpServer
{
    static void Main()
    {
        // Set up the server endpoint with localhost IP address and a specified port
        var endPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 57472);

        // Create a new TcpListener and start listening for incoming connections
        TcpListener listener = new TcpListener(endPoint);
        listener.Start();
        Console.WriteLine("Server listening...");

        // Accept a TcpClient once a connection attempt is made
        TcpClient client = listener.AcceptTcpClient();
        Console.WriteLine("Client connected");

        // Obtain a NetworkStream object for reading and writing data
        NetworkStream stream = client.GetStream();
        StreamWriter writer = new StreamWriter(stream);

        // Write a message to the client's stream and flush to ensure it's sent
        writer.WriteLine("Hello from the server");
        writer.Flush();

        Console.WriteLine("Message sent from server");
        // Close the client connection
        client.Close();

        // Stop the server listener after communication
        listener.Stop();
    }
}

In diesem Servercode erstellen wir einen TCP-Servercode, der die Datenpakete an den verbundenen Client sendet. Der Server akzeptiert eingehende Verbindungen und sendet eine Nachricht über den TCP-Socket.

TCP-Client-Code

// TCP client code
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;

class TcpClientExample
{
    static void Main()
    {
        // Set up the client to connect to the same endpoint as the server
        var endPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 57472);

        // Initialize a new TcpClient and connect to the server endpoint
        TcpClient client = new TcpClient();
        client.Connect(endPoint);

        // Use a NetworkStream to read data received from the server
        NetworkStream stream = client.GetStream();
        StreamReader reader = new StreamReader(stream);

        // Read the response sent by the server and display it
        string response = reader.ReadLine();
        Console.WriteLine($"Message from server: {response}");

        // Close the connection once done
        client.Close();
    }
}

// TCP client code
using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;

class TcpClientExample
{
    static void Main()
    {
        // Set up the client to connect to the same endpoint as the server
        var endPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 57472);

        // Initialize a new TcpClient and connect to the server endpoint
        TcpClient client = new TcpClient();
        client.Connect(endPoint);

        // Use a NetworkStream to read data received from the server
        NetworkStream stream = client.GetStream();
        StreamReader reader = new StreamReader(stream);

        // Read the response sent by the server and display it
        string response = reader.ReadLine();
        Console.WriteLine($"Message from server: {response}");

        // Close the connection once done
        client.Close();
    }
}

Im oben gezeigten Clientcode wird eine Verbindung zum TCP-Socket hergestellt und die vom TCP-Server empfangene Zeichenfolgenachricht gelesen, die dann auf der Konsole angezeigt wird. Dieses Beispiel veranschaulicht die grundlegende TCP-Client-Server-Kommunikation in einer .NET-Umgebung.