- VisualBasic.Net实现TCP协议[日期：2004-11-17][来自：天极开发者网络]
- TCP协议是TCP/IP协议簇中的传输层中的一个协议，也是TCP/IP协议簇最为重要的协议之一。在TCP/IP协议簇中，有一个协议和TCP协议非常类似，这就是UDP协议，网络上进行基于UDP协议的数据传送时，发送方只需知道接收方的IP地址（或主机名）和端口号就可以发送UDP数据包。而接收方只需知道发送方发送数据对应的端口号，就能够接收UDP数据包了。传送数据的双方并不需要进行连接就能够实现数据通讯，这样就导致基于UDP协议的网络应用程序，在传送数据时无法保证可靠性、完整性和安全性。
- 而TCP协议却与之相反，TCP协议是一种面向连接的，并提供可靠的、完整的、安全的数据传送的网络协议。它提供可靠字节服务的协议。在网络中通过TCP协议传送数据之前，发送方和接收方之间必须建立连接，这种连接就是所谓的"握手"。网络中TCP应用，如同日常生活中的打电话，在通话之前，首先要拨号、震铃（犹如发送方向接收方提出TCP连接申请，并等待TCP连接申请通过）。直到对方拿起电话时（发送方和接收方的TCP连接已经建立），就可以通话了（传送数据）。本文的主要内容就来介绍在VisualBasic.Net实现基于TCP协议网络数据传送的一种简单的方法。
- 一．简介本文在实现TCP协议网络应用时使用的类库：
- .NetFrameWorkSDK中提供了很多用以实现TCP协议或与之相关协议的类库，本文就选择五个比较典型，也是比较简单的类加以介绍，即：TcpListener类、TcpClient类、NetworkStream类、StreamReader类和StreamWriter类。TcpClient主要用以提出TCP连接申请。TcpListener主要用以侦听端口号，并接收远程主机的TCP连接申请。NetworkStream类是实现TCP数据传输的基础数据流，StreamReader类作用是通过操作NetworkStream，实现从网络接收数据。StreamWriter类作用是通过操作NetworkStream，实现向网络传输数据。
- 1.NetworkStream类：
- NetworkStream类主要是提供用于网络访问的基础数据流。它主要是网络数据传输的载体，并提供同步、异步方式来访问网络数据流。虽然NetworkStream类有构造函数，但在实际情况中更多是通过TcpClient实例的GetStream方法来初始化NetworkStream实例。以下就是使用TcpClient实例的GetStream方法来初始化NetworkStream实例具体代码：
- DimtcpClientAsTcpClient
- DimnsStreamAsNetworkStream
- tcpClient=NewTcpClient("www.microsoft.com",8000)
- '对远程主机的8000端口提出TCP连接申请
- nsStream=tcpClient.GetStream()
- 'TCP连接建立后，获得网络数据传输的基础数据流
- 在下面介绍的程序示例中，就是利用NetworkStream作为传送和接收数据的载体。而操作这个载体的就是StreamWriter类和StreamReader类。表01和表02是NetworkStream类中一些常用的方法、属性及其说明。
- 方法说明
- BeginRead开始异步读者基础数据流。
- BeginWrite开始异步写入基础数据流。
- Close关闭流并可选择关闭基础套接字。
- EndRead结束异步读取。
- EndWrite结束异步写入。
- Flush刷新流中的数据。
- Read从流中读取数据。
- Seek将流的当前位置设置为给定值。
- SetLength设置流的长度。
- Write将数据写入流。
- 表01：NetworkStream类中常用的方法及其说明
- 其中"BeginRead"、"EndRead"和"BeginWrite"、"EndWrite"是二对异步方法，起作用分别相当于"Read"和"Write"方法。
- 属性说明
- CanRead获取当前流是否支持读取。
- CanSeek获取流是否支持查找。该属性总是返回false。
- CanWrite获取当前流是否支持写入。
- DataAvailable获取是否可以在流上读取数据。
- Length流上可用数据的长度。
- Position获取或设置流中的当前位置。
- 表02：NetworkStream类中属性及其说明
- 2.StreamReader类：
- StreamReader类能够实现对基础数据流的读操作，从而实现对经过基础数据流传送来的数据。表03是StreamReader类的常用的方法及其说明：
- 方法说明
- Close关闭StreamReader并释放与阅读器关联的所有系统资源。
- DiscardBufferedData允许StreamReader丢弃其当前数据。
- Peek返回下一个可用的字符，但不使用它。
- Read读取输入流中的下一个字符或下一组字符。
- ReadBlock从当前流中读取最大数量的字符并从索引开始将该数据写入缓冲区。
- ReadLine从当前流中读取一行字符并将数据作为字符串返回。
- ReadToEnd从流的当前位置到末尾读取流。
- 表03：NetworkStream类中常用的方法及其说明
- 3.StreamWriter类：
- StreamWriter类能够实现对基础数据流的写操作，从而实现提供基础数据流来传送数据。表04是StreamWriter类的常用方法及其说明：
- 方法说明
- Close关闭当前的StreamWriter和基础流。
- Flush清理当前编写器的所有缓冲区，并使所有缓冲数据写入基础流。
- Write写入基础数据流。
- WriteLine写入重载参数指定的某些数据，后跟行结束符。
- 表04：StreamWriter类的常用方法及其说明
- 4.TcpClient类：
- TcpClient类主要为TCP网络服务提供客户端连接。TcpClient是类基于Socket类构建，
- 它以更高的抽象程度提供TCP服务。TcpClient提供了通过网络连接、发送和接收数据的简单方法。表05和表06分别是TcpClient类常用方法、属性及其说明。
- 方法说明
- Close关闭TCP连接
- Connect使用指定的主机名和端口号将客户端连接到TCP主机
- GetStream返回用于发送和接收数据的流
- 表05：TcpClient类常用的方法
- 属性描述
- LingerState有关套接字逗留时间的信息
- NoDelay一个值，该值在发送或接收缓冲区未满时启用延迟
- ReceiveBufferSize接收缓冲区的大小
- ReceiveTimeoutTcpClient在启动后为接收数据而等待的时间长度
- SendBufferSize发送缓冲区的大小
- SendTimeout在您启动发送操作后TcpClient将为接收确认而等待的时间长度
- 表06：TcpClient类常用的属性
- 5.TcpListener类：
- TcpListener类的主要作用是从TCP网络客户端侦听连接，TcpListener类基于Socket类
- 提供更高理念级别的TCP服务。可以使用TcpListener从TCP客户端侦听连接。像FTP和HTTP这样的应用层协议是在TcpListener类的基础上建立的。表7和表8分别是TcpListener类常用方法、属性及其说明：
- 方法说明
- AcceptSocket接受挂起的连接请求
- AcceptTcpClient接受挂起的连接请求
- Pending确定是否有挂起的连接请求
- Start开始侦听网络请求
- Stop关闭侦听器
- 表7：TcpListener类常用的方法
- 属性说明
- LocalEndpoint获取当前TcpListener的基础EndPoint
- Active获取一个值，该值指示TcpListener是否正主动侦听客户端连接
- Server获取基础网络Socket
- 表8：TcpListener类常用的属性
- 二．VisualBasic.Net实现基于TCP协议数据传送程序的体系结构：
- 在下面介绍的用VisualBasic.Net实现基于TCP协议的数据传送程序是由二个子程序组成的。也可以看成是服务器端程序和客户端程序，其中：服务器端程序的功能是侦听端口号，接收远程主要的TCP连接申请，并接收远程主机传送来的文字数据。另外一个子程序，也就是所谓的客户端程序，主要实现向网络的远程主机提出TCP连接申请，并在连接申请通过后，向远程主机传送文字数据。下面来详细介绍VisualBasic.Net实现TCP协议网络数据传送的服务器端程序和客户端程序的具体步骤。
- 三．服务器端程序的具体实现步骤：
- 服务器端程序的实现关键在于侦听端口号，接收远程主机的TCP连接申请，获得网络数据传输的基础数据流，并通过基础数据流接收数据。接收数据使用的是StreamReader中ReadLine方法，由于ReadLine方法是一个阻塞式的方法，所以在下面具体的实现步骤中，是接收数据是在创建的线程中完成的，具体可参阅下面实现步骤中的第十一和十二步。以下是VisualBasic.Net实现TCP协议客户端程序实现的具体步骤：
- 1.启动VisualStudio.Net。
- 2.选择菜单【文件】|【新建】|【项目】后，弹出【新建项目】对话框。
- 3.将【项目类型】设置为【VisualBasic项目】。
- 4.将【模板】设置为【Windows应用程序】。
- 5.在【名称】文本框中输入【服务器端程序】。
- 6.在【位置】的文本框中输入【E:/VS.NET项目】，然后单击【确定】按钮，这样在"E:/VS.NET项目"目录中就产生了名称为"服务器端程序"的文件夹，并在里面创建了名称为"服务器端程序"的项目文件。
- 7.把VisualStudio.Net的当前窗口切换到【Form1.vb（设计）】窗口，并从【工具箱】中的【Windows窗体组件】选项卡中往Form1窗体中拖入下列组件，并执行相应的操作：
- 一个Label组件。
- 一个StatusBar组件。
- 一个ListBox组件。
- 一个Button组件，并在这个Button组件拖入Form1的设计窗体后，双击它，则系统会在Form1.vb文件分别产生这个组件的Click事件对应的处理代码。
- 8.按照表05所示调整窗体中各组件属性的数值：
- 组件类型组件名称属性设置结果
- FormForm1Text服务器端程序
- Form1MaximizeBoxFalse
- Form1FormBorderStyleFixedSingle
- ButtonButton1Text启动服务
- Button1FlatStyleFlat
- LabelLabel1Text服务尚未启动
- StatusBarStatusBar1Text无连接！
- 表05：【服务器端程序】项目中组件设定数值表
- 并按照图01中各组件的位置和排列顺序来调整设计窗体中的组件：
- 图01：【服务器端程序】项目的设计界面
- 9.把VisualStudio.Net的当前窗口切换到Form1.vb的代码编辑窗口，并在Form1.vb文件的最前面添加下列代码，下列代码在Form1.vb中导入程序中要使用的类所在的命名空间：
- ImportsSystem.Net.Sockets
- '使用到TcpListen类
- ImportsSystem.Threading
- '使用到线程
- ImportsSystem.IO
- '使用到StreamReader类
- 10.在Form1.vb中创建各种可视组件的代码中添加下列代码，下列代码的作用是创建全局使用的实例和变量：
- PrivateiPortAsInteger=8000
- '定义侦听端口号
- PrivatethThreadReadAsThread
- '创建线程，用以侦听端口号，接收信息
- PrivatetlTcpListenAsTcpListener
- '侦听端口号
- PrivateblistenerAsBoolean=True
- '设定标示位，判断侦听状态
- PrivatensStreamAsNetworkStream
- '创建接收的基本数据流
- PrivatesrReadAsStreamReader
- '从网络基础数据流中读取数据
- PrivatetcClientAsTcpClient
- 11.在Form1.vb中的InitializeComponent过程之后添加下列代码，下列代码的作用是定义Listen过程，此过程的作用是侦听本地机的8000端口号，接受网络主机的TCP连接申请，并接收从建立申请的远程主机发送来的文本数据：
- PrivateSubListen()
- Try
- tlTcpListen=NewTcpListener(iPort)
- '以8000端口号来初始化TcpListener实例
- tlTcpListen.Start()
- '开始监听
- StatusBar1.Text="正在监听..."
- tcClient=tlTcpListen.AcceptTcpClient()
- '通过TCP连接请求
- nsStream=tcClient.GetStream()
- '获取用以发送、接收数据的网络基础数据流
- srRead=NewStreamReader(nsStream)
- '以得到的网络基础数据流来初始化StreamReader实例
- StatusBar1.Text="已经建立TCP连接！"
- '循环侦听
- Whileblistener
- DimsMessageAsString=srRead.ReadLine()
- '从网络基础数据流中读取一行数据
- If(sMessage="STOP")Then
- tlTcpListen.Stop()
- '关闭侦听
- nsStream.Close()
- srRead.Close()
- '释放资源
- StatusBar1.Text="无连接！"
- thThreadRead.Abort()
- '中止线程
- Return
- Else
- '判断是否为断开TCP连接控制码
- DimsTimeAsString=DateTime.Now.ToShortTimeString()
- '获取接收数据时的时间
- ListBox1.Items.Add(sTime+""+sMessage)
- EndIf
- EndWhile
- CatchexAsSystem.Security.SecurityException
- MessageBox.Show("侦听失败！","错误")
- EndTry
- EndSub
- 12.用下列代码替换Form1.vb中的Button1的Click事件对应的处理代码，下列代码功能是用上面定义的Listen过程来初始化并启动线程，接收建立TCP连接的远程主机发送来的文本数据：
- PrivateSubButton1_Click(ByValsenderAsSystem.Object,ByValeAsSystem.EventArgs)HandlesButton1.Click
- thThreadRead=NewThread(NewThreadStart(AddressOfListen))
- '以Listen过程来初始化线程实例
- thThreadRead.Start()
- '启动线程
- Button1.Enabled=False
- Label1.Text="服务已经启动！"
- Label1.ForeColor=Color.Red
- EndSub
- 13.用下列代码替换Form1.vb中的Dispose过程，下面代码的作用是重新定义Dispose过程，在Dispose过程手动清除使用的资源，回收垃圾：
- ProtectedOverloadsOverridesSubDispose(ByValdisposingAsBoolean)
- Try
- thThreadRead.Abort()'中止线程
- tlTcpListen.Stop()'关闭侦听
- tcClient.Close()
- nsStream.Close()
- srRead.Close()'释放资源
- Catch
- EndTry
- IfdisposingThen
- IfNot(componentsIsNothing)Then
- components.Dispose()
- EndIf
- EndIf
- MyBase.Dispose(disposing)
- EndSub
- 14.至此在上述步骤都正确执行后，【服务器端程序】项目的全部工作就完成了。编译、生成可执行文件后，接着介绍客户端程序的实现步骤。
- 四．客户端端程序的具体实现步骤：
- 客户端端序的实现关键在于向网络中的远程主机提出TCP连接申请，并在申请通过后，得到传输数据的基础数据流，并通过对基础数据流进行写操作向远程主机传送文本数据。由于在客户端程序中没有使用阻塞式的方法，所以程序中没有使用到线程。对远程主机提出TCP连接申请的具体实现方法请参阅以下第步；对基础数据流进行写操作，从而实现向远程主机传送文本数据的方法请参阅以下第步。下面客户端程序的具体实现步骤：
- 1.启动VisualStudio.Net。
- 2.选择菜单【文件】|【新建】|【项目】后，弹出【新建项目】对话框。
- 3.将【项目类型】设置为【VisualBasic项目】。
- 4.将【模板】设置为【Windows应用程序】。
- 5.在【名称】文本框中输入【客户端程序】。
- 6.在【位置】的文本框中输入【E:/VS.NET项目】，然后单击【确定】按钮，这样在"E:/VS.NET项目"目录中就产生了名称为"客户端程序"的文件夹，并在里面创建了名称为"客户端程序"的项目文件。
- 7.把VisualStudio.Net的当前窗口切换到【Form1.vb（设计）】窗口，并从【工具箱】中的【Windows窗体组件】选项卡中往Form1窗体中拖入下列组件，并执行相应的操作：
- 二个Label组件。
- 二个TextBox组件。
- 一个StatusBar组件。
- 二个Button组件，并在这二个Button组件拖入Form1的设计窗体后，双击它们，则系统会在Form1.vb文件分别产生这二个组件的Click事件对应的处理代码。
- 8.按照表01所示调整窗体中各组件属性的数值：
- 组件类型组件名称属性设置结果
- FormForm1Text客户端程序
- Form1MaximizeBoxFalse
- Form1FormBorderStyleFixedSingle
- ButtonButton1Text连接
- Button1FlatStyleFlat
- Button2Text发送
- Button2FlatStyleFlat
- LabelLabel1Text服务器IP地址：
- Label2Text信息：
- StatusBarStatusBar1Text无连接！
- TextBoxTextBox1Text""
- TextBox1BorderStyleFixedSingle
- TextBox2Text""
- TextBox2BorderStyleFixedSingle
- 表06：【客户端程序】项目中组件设定数值表
- 并按照图02中各组件的位置和排列顺序来调整设计窗体中的组件：
- 9.把VisualStudio.Net的当前窗口切换到Form1.vb的代码编辑窗口，并在Form1.vb文件的最前面添加下列代码，下列代码在Form1.vb中导入程序中要使用的类所在的命名空间：
- ImportsSystem.Net.Sockets
- '使用到TcpListen类
- ImportsSystem.IO
- '使用到StreamWriter类
- ImportsSystem.Net
- '使用IPAddress类、IPHostEntry类等
- 10.在Form1.vb中创建各种可视组件的代码中添加下列代码，下列代码的作用是创建全局使用的实例和变量：
- PrivateswWriterAsStreamWriter
- '用以向网络基础数据流传送数据
- PrivatensStreamAsNetworkStream
- '创建发送数据的网络基础数据流
- PrivatetcpClientAsTcpClient
- '通过它实现向远程主机提出TCP连接申请
- PrivatetcpConnectAsBoolean=False
- '定义标识符，用以表示TCP连接是否建立
- 11.用下列代码替换Form1.vb中的Button1的Click事件对应的处理代码，下列代码功能是向远程主机的8000端口号提出TCP连接申请，并在连接建立后，初始化基础数据流：
- PrivateSubButton1_Click(ByValsenderAsSystem.Object,ByValeAsSystem.EventArgs)HandlesButton1.Click
- DimipRemoteAsIPAddress
- DimsHostNameAsString
- DimtcpClientAsTcpClient
- Try
- ipRemote=IPAddress.Parse(TextBox1.Text)
- Catch
- MessageBox.Show("输入的IP地址不合法！","错误提示！")
- Return
- '判断给定的IP地址的合法性
- EndTry
- Try
- tcpClient=NewTcpClient(TextBox1.Text,8000)
- '对远程主机的8000端口提出TCP连接申请
- nsStream=tcpClient.GetStream()
- '通过申请，并获取传送数据的网络基础数据流
- swWriter=NewStreamWriter(nsStream)
- '使用获取的网络基础数据流来初始化StreamWriter实例
- Button1.Enabled=False
- Button2.Enabled=True
- tcpConnect=True
- StatusBar1.Text="已经连接！"
- Catch
- MessageBox.Show("无法和远程主机8000端口建立连接！","错误提示！")
- Return
- EndTry
- EndSub
- 12.用下列代码替换Form1.vb中的Button2的Click事件对应的处理代码，下列代码功能是对基础数据流进行写操作，实现向远程主机传输文本数据：
- PrivateSubButton2_Click(ByValsenderAsSystem.Object,ByValeAsSystem.EventArgs)HandlesButton2.Click
- If(TextBox2.Text<>"")Then
- swWriter.WriteLine(TextBox2.Text)
- '刷新当前数据流中的数据
- swWriter.Flush()
- TextBox2.Text=""
- Else
- MessageBox.Show("发送信息不能为空！","错误提示！")
- EndIf
- EndSub
- 13.用下列代码替换Form1.vb中的Dispose过程，下面代码的作用是重新定义Dispose过程，在过程中判断TCP连接是否仍然建立，如果建立则向远程主机传送控制码，断开连接，并手动清除使用的资源，回收垃圾：
- ProtectedOverloadsOverridesSubDispose(ByValdisposingAsBoolean)
- IftcpConnectThen
- swWriter.WriteLine("STOP")
- '发送控制码
- swWriter.Flush()
- '刷新当前数据流中的数据
- nsStream.Close()
- swWriter.Close()
- '清除资源()
- EndIf
- IfdisposingThen
- IfNot(componentsIsNothing)Then
- components.Dispose()
- EndIf
- EndIf
- MyBase.Dispose(disposing)
- EndSub
- 14.至此【客户端程序】就完成了。在正确编译项目后。就可以选择局域网中任二台计算机来测试了，一台运行客户端程序，一台运行服务器端程序。在服务器端程序运行后，单击【启动服务】按钮，启动服务后。在客户端程序的【服务器IP地址】文本框中输入网络中运行服务器端程序主机对应的IP地址后，单击【连接】按钮，就和启动服务的服务器端程序建立TCP连接，此时就可以在客户端程序的【信息】文本框中输入文本信息后，单击【发送】按钮就能够把文本信息传送到服务器端了。图03和图04分别是客户端程序和服务器端程序运行后进行通讯时的界面：
- 图03：【服务器端程序】的运行界面
- 图04：【客户端程序的】的运行界面
- 五．总结：
- 虽然本文用VisualBasic.Net实现一个简单的基于TCP协议的网络应用程序。但程序中使用的是NetworkStream作为载体，通过StreamWriter和StreamReader通过操作这个载体从而实现数据传输和接收。这种实现TCP协议方法虽然比较简单，但却无法回避NetworkStream作为网络传输、接收数据载体的一个致命的缺陷，那就是NetworkStream只能传输基于文本类型的数据，如果要传输基于字节的数据，使用这种方法就勉为其难了。而套接字（Socket）就能够胜任这项工作，套接字不仅能够实现各种类型数据在网络上的传输和接收，也是实现网络中其他应用协议的关键。诸位若想真正成为网络编程的高手，必须掌握Socket的使用方法。最后希望本文能够开启您编写网络应用程序之门，对您掌握更深层次网络编程有所帮助。
