構造.NET環境下的網頁下載器(1)

一．前言：

　　微軟的.Net框架為我們進行網絡編程提供了以下兩個名字空間：System.Net以及System.Net.Sockets。通過合理運用其中的類和方法，我們可以很容易地編寫出各種網絡應用程序。這種網絡應用程序既可以是基于流套接字的，也可以是基于數據報套接字的。而基于流套接字的通訊中采用最廣泛的協議就是TCP協議，基于數據報套接字的通訊中采用最廣泛的自然就是UDP協議了。下面我將重點向大家介紹.NET網絡編程中的一些類：Dns類、IPHostEntry類、IPEndPoint類以及Socket類，并會在最后給出一個網頁下載器的實例以加深讀者對.NET網絡編程的理解。

　　二．網絡編程類介紹：

　　Dns 類：

　　向使用 TCP/IP Internet 服務的應用程序提供域名服務。其Resolve（）方法查詢DNS服務器以將用戶友好的域名（如"www.google.com"）映射到數字形式的 Internet 地址（如 192.168.1.1）。Resolve（）方法返回一個IPHostEnty實例，該實例包含所請求名稱的地址和別名的列表。大多數情況下，可以使用 AddressList 數組中返回的第一個地址。

　　Resolve（）方法的函數原型如下：

　　public static IPHostEntry Resolve(string hostName);



　　下面的代碼獲取一個 IPAddress 實例，該實例包含服務器 www.google.com 的IP地址：

　　IPHostEntry ipHostInfo = Dns.Resolve("www.google.com");
　　IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList[0];



　　不過在Dns類中，除了通過Resolve（）方法，你還可以通過GetHostByAddress（）方法以及GetHostByName（）方法來得到相應的IPHostEntry實例，函數原型如下：

　　public static IPHostEntry GetHostByAddress(string IPAddress);
　　public static IPHostEntry GetHostByName(string hostName);



　　下面的代碼顯示了如何分別運用以上兩種方法獲得包含服務器www.google.com的相關信息的IPHostEntry實例：

　　IPHostEntry hostInfo=Dns.GetHostByAddress("192.168.1.1");
　　IPHostEntry hostInfo=Dns.GetHostByName("www.google.com");



　　在使用以上方法時，你將可能需要處理以下幾種異常：

　　SocketException異常：訪問Socket時操作系統發生錯誤引發

　　ArgumentNullException異常：參數為空引用引發

　　ObjectDisposedException異常：Socket已經關閉引發

　　以上，我向大家簡要地介紹了Dns類中一些方法以及其用法，并列舉出了可能出現的異常，下面就讓我們轉到和Dns類密切相關的IPHostEntry類。
　IPHostEntry類：

　　該類的實例對象中包含了Internet主機的地址相關信息。此類型的所有公共靜態成員對多線程操作而言都是安全的，但不保證任何實例成員是線程安全的。其中主要的一些屬性有：AddressList屬性、Aliases屬性以及HostName屬性。

　　AddressList屬性和Aliases屬性的作用分別是獲取或設置與主機關聯的IP地址列表以及獲取或設置與主機關聯的別名列表。其中AddressList屬性值是一個IPAddress類型的數組，包含解析為Aliases屬性中包含的主機名的IP地址；Aliases屬性值是一組字符串，包含解析為AddressList 屬性中的IP地址的DNS名。而HostName屬性比較好理解，它包含了服務器的主要主機名，這光從名稱上就可以知道了。如果服務器的DNS項定義了附加別名，則可在Aliases屬性中使用這些別名。

　　下面的代碼列出了服務器www.google.com的相關別名列表以及IP地址列表的長度并將所有的IP地址列出：

　　IPHostEntry IPHost = Dns.Resolve("www.google.com/");
　　string[] aliases = IPHost.Aliases;
　　Console.WriteLine(aliases.Length);

　　IPAddress[] addr = IPHost.AddressList;
　　Console.WriteLine(addr.Length);
　　for(int i= 0; i < addr.Length ; i++)
　　{
　　Console.WriteLine(addr[i]);
　　}


　　介紹完IPHostEntry類，我們能獲得了所要連接的主機的相關IP地址以及別名列表，但是真正要和主機取得連接還需要一個很重要的類－IPEndPoint類。


　　IPEndPoint類：

　　在Internet中，TCP/IP使用一個網絡地址和一個服務端口號來唯一標識設備。網絡地址標識網絡上的特定設備；端口號標識要連接到的該設備上的特定服務。網絡地址和服務端口的組合稱為終結點，在.NET框架中正是由EndPoint類表示這個終結點，它提供表示網絡資源或服務的抽象，用以標志網絡地址等信息。.Net同時也為每個受支持的地址族定義了 EndPoint的子代；對于IP地址族，該類為IPEndPoint。IPEndPoint類包含應用程序連接到主機上的服務所需的主機和端口信息，通過組合服務的主機IP地址和端口號，IPEndPoint類形成到服務的連接點。

　　在IPEndPoint類中有兩個很有用的構造函數：

　　public IPEndPoint(long, int);
　　public IPEndPoint(IPAddress, int);



　　它們的作用就是用指定的地址和端口號初始化 IPEndPoint 類的新實例。該類中的屬性有：Address屬性、AddressFamily屬性以及Port屬性，這些屬性相對比較容易理解，這里就不作多介紹。下面的代碼顯示了如何取得服務器www.google.com的終結點：

　　IPHostEntry IPHost = Dns.Resolve("www.google.com");
　　IPAddress[] addr = IPHost.AddressList;
　　IPEndPoint ep = new IPEndPoint(addr[0],80);


　　這樣，我們已經了解了和主機取得連接的一些必要的基本類，有了這些知識，我們就可以運用下面的Socket類真正地和主機取得連接并進行通訊了。

　　Socket類：

　　Socket類是包含在System.Net.Sockets名字空間中的一個非常重要的類。一個Socket實例包含了一個本地以及一個遠程的終結點，就像上面介紹的那樣，該終結點包含了該Socket實例的一些相關信息。

　　需要知道的是Socket 類支持兩種基本模式：同步和異步。其區別在于：在同步模式中，對執行網絡操作的函數（如Send和Receive）的調用一直等到操作完成后才將控制返回給調用程序。在異步模式中，這些調用立即返回。

　　下面我們重點討論同步模式的Socket編程。首先，同步模式的Socket編程的基本過程如下：

　　1．創建一個Socket實例對象。

　　2．將上述實例對象連接到一個具體的終結點（EndPoint）。

　　3．連接完畢，就可以和服務器進行通訊：接收并發送信息。

　　4．通訊完畢，用ShutDown（）方法來禁用Socket。

　　5．最后用Close（）方法來關閉Socket。

　　知道了以上基本過程，我們就開始進一步實現連接并通訊了。在使用之前，你需要首先創建Socket對象的實例，這可以通過Socket類的構造方法來實現：

　　public Socket(AddressFamily addressFamily,SocketType
　　socketType,ProtocolType protocolType);


　　其中，addressFamily 參數指定Socket使用的尋址方案，比如AddressFamily.InterNetwork表明為IP版本4的地址；socketType參數指定Socket的類型，比如SocketType.Stream表明連接是基于流套接字的，而SocketType.Dgram表示連接是基于數據報套接字的。protocolType參數指定Socket使用的協議，比如ProtocolType.Tcp表明連接協議是運用TCP協議的，而Protocol.Udp則表明連接協議是運用UDP協議的。

　　在創建了Socket實例后，我們就可以通過一個遠程主機的終結點和它取得連接，運用的方法就是Connect（）方法：

　　public Connect (EndPoint ep);


　　該方法只可以被運用在客戶端。進行連接后，我們可以運用套接字的Connected屬性來驗證連接是否成功。如果返回的值為true，則表示連接成功，否則就是失敗。下面的代碼就顯示了如何創建Socket實例并通過終結點與之取得連接的過程：

IPHostEntry IPHost = Dns.Resolve("http://www.google.com/");
string []aliases = IPHost.Aliases;
IPAddress[] addr = IPHost.AddressList;
EndPoint ep = new IPEndPoint(addr[0],80);

Socket sock = newSocket(AddressFamily.InterNetwork,
SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
sock.Connect(ep);
if(sock.Connected)
Console.WriteLine("OK");


　　一旦連接成功，我們就可以運用Send（）和Receive（）方法來進行通訊。

　　Send（）方法的函數原型如下：

　　public int Send (byte[] buffer, int size, SocketFlags flags);


　　其中，參數buffer包含了要發送的數據，參數size表示要發送數據的大小，而參數flags則可以是以下一些值：SocketFlags.None、SocketFlags.DontRoute、SocketFlags.OutOfBnd。

　　該方法返回的是一個System.Int32類型的值，它表明了已發送數據的大小。同時，該方法還有以下幾種已被重載了的函數實現：

public int Send (byte[] buffer);
public int Send (byte[] buffer, SocketFlags flags);
public int Send (byte[] buffer,int offset, int size,
SocketFlags flags);


　　介紹完Send（）方法，下面是Receive（）方法，其函數原型如下：

　　public int Receive(byte[] buffer, int size, SocketFlags flags);


　　其中的參數和Send（）方法的參數類似，在這里就不再贅述。

　　同樣，該方法還有以下一些已被重載了的函數實現：

public int Receive (byte[] buffer);
public int Receive (byte[] buffer, SocketFlags flags);
public int Receive (byte[] buffer,int offset, int size,
SocketFlags flags);


　　在通訊完成后，我們就通過ShutDown（）方法來禁用Socket，函數原型如下：

　　public void ShutDown(SocketShutdown how);


　　其中的參數how表明了禁用的類型，SoketShutdown.Send表明關閉用于發送的套接字；SoketShutdown.Receive表明關閉用于接收的套接字；而SoketShutdown.Both則表明發送和接收的套接字同時被關閉。

　　應該注意的是在調用Close（）方法以前必須調用ShutDown（）方法以確保在Socket關閉之前已發送或接收所有掛起的數據。一旦ShutDown（）調用完畢，就調用Close（）方法來關閉Socket，其函數原型如下：

　　public void Close();

　　該方法強制關閉一個Socket連接并釋放所有托管資源和非托管資源。該方法在內部其實是調用了方法Dispose（），該函數是受保護類型的，其函數原型如下：

　　protected virtual void Dispose(bool disposing);

　　其中，參數disposing為true或是false，如果為true，則同時釋放托管資源和非托管資源；如果為false，則僅釋放非托管資源。因為Close（）方法調用Dispose（）方法時的參數是true，所以它釋放了所有托管資源和非托管資源。

　　這樣，一個Socket從創建到連接到通訊最后的關閉的過程就完成了。雖然整個過程比較復雜，但相對以前在SDK或是其他環境下進行Socket編程，這個過程就顯得相當輕松了。

原文轉自：http://www.anti-gravitydesign.com

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