TCP .NET (jak to działa dla programistów)

1. Niezawodność

Numery sekwencyjne, potwierdzenia i retransmisje to tylko niektóre z technik stosowanych przez protokół TCP w celu zagwarantowania niezawodnego dostarczania danych. Nadawca dostarcza pakiety danych, a następnie czeka, aż odbiorca potwierdzi, że pakiet został pomyślnie dostarczony. Aby upewnić się, że pakiet danych został dostarczony, nadawca ponownie go wysyła, jeśli w określonym czasie nie otrzyma potwierdzenia odbioru. Ten mechanizm zapewniający niezawodność pomaga uniknąć utraty lub uszkodzenia danych podczas transmisji.

2. Komunikacja zorientowana na połączenia

Przed wysłaniem danych protokół TCP tworzy połączenie między nadawcą a odbiorcą. W celu ustalenia synchronizacji i ustalenia ustawień komunikacji nadawca i odbiorca przeprowadzają trójstronny proces uzgadniania podczas nawiązywania połączenia. Dane mogą być przesyłane między stronami do momentu zerwania połączenia.

3. Zarządzanie przepływem

Aby zarządzać szybkością, z jaką dane są przesyłane od nadawcy do odbiorcy, protokół TCP wykorzystuje metody kontroli przepływu. Kontrola przepływu wykorzystuje metody okna przesuwnego, aby zapobiec wysyłaniu przez nadawcę zbyt dużej ilości danych do odbiorcy. Nadawca może modyfikować swoją szybkość transmisji, reagując na informację odbiorcy o dostępnej przestrzeni buforowej. Dzięki temu zasoby sieciowe są wykorzystywane efektywnie, a przeciążenia lub przepełnienie bufora są unikane.

Kod TCP dzieli się na dwie części: jedną stanowi serwer, a drugą klient. Kod serwera wysyła wiadomość do klienta, korzystając z adresu IP i portu, a klient odbiera dane i przetwarza je odpowiednio.

Kod serwera TCP

// 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();
    }
}

' Basic TCP Server Code in C#
Imports System
Imports System.Net
Imports System.Net.Sockets
Imports System.IO

Friend Class TcpServer
	Shared Sub Main()
		' Set up the server endpoint with localhost IP address and a specified port
		Dim endPoint = New IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 57472)

		' Create a new TcpListener and start listening for incoming connections
		Dim listener As New TcpListener(endPoint)
		listener.Start()
		Console.WriteLine("Server listening...")

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

		' Obtain a NetworkStream object for reading and writing data
		Dim stream As NetworkStream = client.GetStream()
		Dim writer As 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()
	End Sub
End Class

W tym kodzie serwera tworzymy kod serwera TCP, który będzie wysyłał pakiety danych do podłączonego klienta. Serwer akceptuje przychodzące połączenia i wysyła komunikat przez gniazdo TCP.

Kod klienta TCP

// 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();
    }
}

' TCP client code
Imports System
Imports System.Net
Imports System.Net.Sockets
Imports System.IO

Friend Class TcpClientExample
	Shared Sub Main()
		' Set up the client to connect to the same endpoint as the server
		Dim endPoint = New IPEndPoint(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 57472)

		' Initialize a new TcpClient and connect to the server endpoint
		Dim client As New TcpClient()
		client.Connect(endPoint)

		' Use a NetworkStream to read data received from the server
		Dim stream As NetworkStream = client.GetStream()
		Dim reader As New StreamReader(stream)

		' Read the response sent by the server and display it
		Dim response As String = reader.ReadLine()
		Console.WriteLine($"Message from server: {response}")

		' Close the connection once done
		client.Close()
	End Sub
End Class

W powyższym kodzie klienta, który łączy się z gniazdem TCP i odczytuje komunikat tekstowy otrzymany z serwera TCP, wyświetla następnie ten komunikat na konsoli. Ten przykład ilustruje podstawową komunikację klient-serwer TCP w środowisku .NET.