C# 實(shí)現(xiàn)WebSocket服務(wù)端教程
.net4.5中實(shí)現(xiàn)了對(duì)websocket的支持
在這里我使用的是.net4.0。因此需要對(duì)原本的socket發(fā)送的數(shù)據(jù)根據(jù)websocket的協(xié)議進(jìn)行解析和打包。
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Net.Sockets; using System.Threading; using System.Net; namespace WebSocketServer { class Program { static void Main(string[] args) { WebSocket socket = new WebSocket(); socket.start(8064); } } }
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Net.Sockets; using System.Net; namespace WebSocketServer { public class Session { private Socket _sockeclient; private byte[] _buffer; private string _ip; private bool _isweb = false; public Socket SockeClient { set { _sockeclient = value; } get { return _sockeclient; } } public byte[] buffer { set { _buffer = value; } get { return _buffer; } } public string IP { set { _ip = value; } get { return _ip; } } public bool isWeb { set { _isweb = value; } get { return _isweb; } } } }
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading; using System.Net.Sockets; using System.Net; using System.Text.RegularExpressions; using System.Security.Cryptography; namespace WebSocketServer { public class WebSocket { private Dictionary<string, Session> SessionPool = new Dictionary<string, Session>(); private Dictionary<string, string> MsgPool = new Dictionary<string, string>(); #region 啟動(dòng)WebSocket服務(wù) /// <summary> /// 啟動(dòng)WebSocket服務(wù) /// </summary> public void start(int port) { Socket SockeServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); SockeServer.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, port)); SockeServer.Listen(20); SockeServer.BeginAccept(new AsyncCallback(Accept), SockeServer); Console.WriteLine("服務(wù)已啟動(dòng)"); Console.WriteLine("按任意鍵關(guān)閉服務(wù)"); Console.ReadLine(); } #endregion #region 處理客戶端連接請(qǐng)求 /// <summary> /// 處理客戶端連接請(qǐng)求 /// </summary> /// <param name="result"></param> private void Accept(IAsyncResult socket) { // 還原傳入的原始套接字 Socket SockeServer = (Socket)socket.AsyncState; // 在原始套接字上調(diào)用EndAccept方法,返回新的套接字 Socket SockeClient = SockeServer.EndAccept(socket); byte[] buffer = new byte[4096]; try { //接收客戶端的數(shù)據(jù) SockeClient.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(Recieve), SockeClient); //保存登錄的客戶端 Session session = new Session(); session.SockeClient = SockeClient; session.IP = SockeClient.RemoteEndPoint.ToString(); session.buffer = buffer; lock (SessionPool) { if (SessionPool.ContainsKey(session.IP)) { this.SessionPool.Remove(session.IP); } this.SessionPool.Add(session.IP, session); } //準(zhǔn)備接受下一個(gè)客戶端 SockeServer.BeginAccept(new AsyncCallback(Accept), SockeServer); Console.WriteLine(string.Format("Client {0} connected", SockeClient.RemoteEndPoint)); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine("Error : " + ex.ToString()); } } #endregion #region 處理接收的數(shù)據(jù) /// <summary> /// 處理接受的數(shù)據(jù) /// </summary> /// <param name="socket"></param> private void Recieve(IAsyncResult socket) { Socket SockeClient = (Socket)socket.AsyncState; string IP = SockeClient.RemoteEndPoint.ToString(); if (SockeClient == null || !SessionPool.ContainsKey(IP)) { return; } try { int length = SockeClient.EndReceive(socket); byte[] buffer = SessionPool[IP].buffer; SockeClient.BeginReceive(buffer, 0, buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(Recieve), SockeClient); string msg = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, length); // websocket建立連接的時(shí)候,除了TCP連接的三次握手,websocket協(xié)議中客戶端與服務(wù)器想建立連接需要一次額外的握手動(dòng)作 if (msg.Contains("Sec-WebSocket-Key")) { SockeClient.Send(PackageHandShakeData(buffer, length)); SessionPool[IP].isWeb = true; return; } if (SessionPool[IP].isWeb) { msg = AnalyzeClientData(buffer, length); } byte[] msgBuffer = PackageServerData(msg); foreach (Session se in SessionPool.Values) { se.SockeClient.Send(msgBuffer, msgBuffer.Length, SocketFlags.None); } } catch { SockeClient.Disconnect(true); Console.WriteLine("客戶端 {0} 斷開連接", IP); SessionPool.Remove(IP); } } #endregion #region 客戶端和服務(wù)端的響應(yīng) /* * 客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求 * * GET / HTTP/1.1 * Origin: http://localhost:1416 * Sec-WebSocket-Key: vDyPp55hT1PphRU5OAe2Wg== * Connection: Upgrade * Upgrade: Websocket *Sec-WebSocket-Version: 13 * User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko * Host: localhost:8064 * DNT: 1 * Cache-Control: no-cache * Cookie: DTRememberName=admin * * 服務(wù)器給出響應(yīng) * * HTTP/1.1 101 Switching Protocols * Upgrade: websocket * Connection: Upgrade * Sec-WebSocket-Accept: xsOSgr30aKL2GNZKNHKmeT1qYjA= * * 在請(qǐng)求中的“Sec-WebSocket-Key”是隨機(jī)的,服務(wù)器端會(huì)用這些數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造出一個(gè)SHA-1的信息摘要。把“Sec-WebSocket-Key”加上一個(gè)魔幻字符串 * “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”。使用 SHA-1 加密,之后進(jìn)行 BASE-64編碼,將結(jié)果做為 “Sec-WebSocket-Accept” 頭的值,返回給客戶端 */ #endregion #region 打包請(qǐng)求連接數(shù)據(jù) /// <summary> /// 打包請(qǐng)求連接數(shù)據(jù) /// </summary> /// <param name="handShakeBytes"></param> /// <param name="length"></param> /// <returns></returns> private byte[] PackageHandShakeData(byte[] handShakeBytes, int length) { string handShakeText = Encoding.UTF8.GetString(handShakeBytes, 0, length); string key = string.Empty; Regex reg = new Regex(@"Sec\-WebSocket\-Key:(.*?)\r\n"); Match m = reg.Match(handShakeText); if (m.Value != "") { key = Regex.Replace(m.Value, @"Sec\-WebSocket\-Key:(.*?)\r\n", "$1").Trim(); } byte[] secKeyBytes = SHA1.Create().ComputeHash(Encoding.ASCII.GetBytes(key + "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11")); string secKey = Convert.ToBase64String(secKeyBytes); var responseBuilder = new StringBuilder(); responseBuilder.Append("HTTP/1.1 101 Switching Protocols" + "\r\n"); responseBuilder.Append("Upgrade: websocket" + "\r\n"); responseBuilder.Append("Connection: Upgrade" + "\r\n"); responseBuilder.Append("Sec-WebSocket-Accept: " + secKey + "\r\n\r\n"); return Encoding.UTF8.GetBytes(responseBuilder.ToString()); } #endregion #region 處理接收的數(shù)據(jù) /// <summary> /// 處理接收的數(shù)據(jù) /// </summary> /// <param name="recBytes"></param> /// <param name="length"></param> /// <returns></returns> private string AnalyzeClientData(byte[] recBytes, int length) { int start = 0; // 如果有數(shù)據(jù)則至少包括3位 if (length < 2) return ""; // 判斷是否為結(jié)束針 bool IsEof = (recBytes[start] >> 7) > 0; // 暫不處理超過一幀的數(shù)據(jù) if (!IsEof) return ""; start++; // 是否包含掩碼 bool hasMask = (recBytes[start] >> 7) > 0; // 不包含掩碼的暫不處理 if (!hasMask) return ""; // 獲取數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 UInt64 mPackageLength = (UInt64)recBytes[start] & 0x7F; start++; // 存儲(chǔ)4位掩碼值 byte[] Masking_key = new byte[4]; // 存儲(chǔ)數(shù)據(jù) byte[] mDataPackage; if (mPackageLength == 126) { // 等于126 隨后的兩個(gè)字節(jié)16位表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 mPackageLength = (UInt64)(recBytes[start] << 8 | recBytes[start + 1]); start += 2; } if (mPackageLength == 127) { // 等于127 隨后的八個(gè)字節(jié)64位表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 mPackageLength = (UInt64)(recBytes[start] << (8 * 7) | recBytes[start] << (8 * 6) | recBytes[start] << (8 * 5) | recBytes[start] << (8 * 4) | recBytes[start] << (8 * 3) | recBytes[start] << (8 * 2) | recBytes[start] << 8 | recBytes[start + 1]); start += 8; } mDataPackage = new byte[mPackageLength]; for (UInt64 i = 0; i < mPackageLength; i++) { mDataPackage[i] = recBytes[i + (UInt64)start + 4]; } Buffer.BlockCopy(recBytes, start, Masking_key, 0, 4); for (UInt64 i = 0; i < mPackageLength; i++) { mDataPackage[i] = (byte)(mDataPackage[i] ^ Masking_key[i % 4]); } return Encoding.UTF8.GetString(mDataPackage); } #endregion #region 發(fā)送數(shù)據(jù) /// <summary> /// 把發(fā)送給客戶端消息打包處理(拼接上誰(shuí)什么時(shí)候發(fā)的什么消息) /// </summary> /// <returns>The data.</returns> /// <param name="message">Message.</param> private byte[] PackageServerData(string msg) { byte[] content = null; byte[] temp = Encoding.UTF8.GetBytes(msg); if (temp.Length < 126) { content = new byte[temp.Length + 2]; content[0] = 0x81; content[1] = (byte)temp.Length; Buffer.BlockCopy(temp, 0, content, 2, temp.Length); } else if (temp.Length < 0xFFFF) { content = new byte[temp.Length + 4]; content[0] = 0x81; content[1] = 126; content[2] = (byte)(temp.Length & 0xFF); content[3] = (byte)(temp.Length >> 8 & 0xFF); Buffer.BlockCopy(temp, 0, content, 4, temp.Length); } return content; } #endregion } }
補(bǔ)充知識(shí):【TCP/IP】使用C#實(shí)現(xiàn)websocket服務(wù)端與客戶端通信
一、websocket簡(jiǎn)介
websocket是一種在單個(gè)TCP連接上進(jìn)行全雙工通信的協(xié)議。
websocket使得客戶端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換變得更加簡(jiǎn)單,允許服務(wù)端主動(dòng)向客戶端推送數(shù)據(jù)。在WebSocket API中,瀏覽器和服務(wù)器只需要完成一次握手,兩者之間就直接可以創(chuàng)建持久性的連接,并進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
二、背景
很多網(wǎng)站為了實(shí)現(xiàn)推送技術(shù),所用的技術(shù)都是輪詢。
輪詢是在特定的時(shí)間間隔,由瀏覽器對(duì)客戶端發(fā)出HTTP請(qǐng)求,然后由服務(wù)器返回最新的數(shù)據(jù)給客戶端的瀏覽器。這種傳統(tǒng)的模式帶來(lái)很明顯的缺點(diǎn),即瀏覽器需要不斷的向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求,然后HTTP請(qǐng)求可能包含較長(zhǎng)的頭部,其中真正有效的數(shù)據(jù)可能只是很小的一部分,顯然這樣會(huì)浪費(fèi)很多的寬帶等資源。
在這種情況下,HTML5定義了websocket協(xié)議,能更好的節(jié)省服務(wù)器資源和寬帶,而且能夠更實(shí)時(shí)地進(jìn)行通訊。
三、優(yōu)點(diǎn)
1、控制開銷
創(chuàng)建連接后,服務(wù)器和客戶端之間交換數(shù)據(jù)時(shí),用于協(xié)議控制的數(shù)據(jù)包頭部相對(duì)較小。
2、實(shí)時(shí)性更強(qiáng)
由于協(xié)議是全雙工的,所以服務(wù)器可以隨時(shí)主動(dòng)給客戶端下發(fā)數(shù)據(jù)。相對(duì)于HTTP請(qǐng)求需要等待客戶端發(fā)起請(qǐng)求服務(wù)端才能響應(yīng),延遲明顯更少。
3、保持連接狀態(tài)
與HTTP不同的是,Websocket需要先創(chuàng)建連接,這就使得其成為一種有狀態(tài)的協(xié)議,之后通信時(shí)可以省略部分狀態(tài)信息。而HTTP請(qǐng)求可能需要在每個(gè)請(qǐng)求都攜帶狀態(tài)信息(如身份認(rèn)證等)。
4、更好的二進(jìn)制支持
5、支持?jǐn)U展和更好的實(shí)現(xiàn)壓縮效果
四、原理
websocket同HTTP一樣也是應(yīng)用層的協(xié)議,但是它是一種雙向通信協(xié)議,建立在TCP之上的。
連接過程(握手過程)
1、客戶端、服務(wù)器建立TCP連接,三次握手。
這是通信的基礎(chǔ),傳輸控制層,若失敗后續(xù)都不執(zhí)行。
2、TCP連接成功后,客戶端通過HTTP協(xié)議向服務(wù)器傳送websocket支持的版本號(hào)信息。(開始前的HTTP握手)
3、服務(wù)器收到客戶端的握手請(qǐng)求后,同樣采用HTTP協(xié)議回饋數(shù)據(jù)。
4、當(dāng)收到了連接成功的消息后,通過TCP通道進(jìn)行傳輸通信。
五、websocket和socket的關(guān)系
socket其實(shí)并不是一個(gè)協(xié)議,而是為了方便使用TCP和UDP而抽象出來(lái)的一層,是位于應(yīng)用層和傳輸控制層之間的一組接口。
socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議通信的中間軟件抽象層,它是一組接口。在設(shè)計(jì)模式中,socket其實(shí)就是一個(gè)門面模式,它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議隱藏在socket接口后面,對(duì)用戶來(lái)說,一組簡(jiǎn)單的接口就是全部,讓socket去組織數(shù)據(jù),以符合指定的協(xié)議。
兩臺(tái)主機(jī)通信,必須通過socket連接,socket則利用TCP/IP協(xié)議建立TCP連接。TCP連接則更依靠于底層的IP協(xié)議,IP協(xié)議的連接則依賴于鏈路層等更低層次。
websocket則是一個(gè)典型的應(yīng)用層協(xié)議。
六、使用C#實(shí)現(xiàn)websocket服務(wù)端與客戶端通信
(一) SuperWebSocket實(shí)現(xiàn)服務(wù)端
1、創(chuàng)建窗口程序,WindowsFormsWebsocketServer
2、添加程序包
工具 -->Nuget包管理 -->管理解決方案的Nuget程序包 -->搜索 SuperWebSocket ,選擇SuperWebSocketNETServer,點(diǎn)擊右側(cè) 安裝,等待安裝完成,安裝完成以后,項(xiàng)目會(huì)多出很多引用庫(kù),如下
3、代碼實(shí)例
using SuperWebSocket; using System; using System.Windows.Forms; namespace WindowsFormsWebsocketServer { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); websocketServer(); } private void websocketServer() { Log("我是服務(wù)端"); WebSocketServer webSocketServer = new WebSocketServer(); webSocketServer.NewSessionConnected += WebSocketServer_NewSessionConnected; webSocketServer.NewMessageReceived += WebSocketServer_NewMessageReceived; webSocketServer.SessionClosed += WebSocketServer_SessionClosed; if (!webSocketServer.Setup("127.0.0.1", 1234)) { Log("設(shè)置服務(wù)監(jiān)聽失?。?); } if (!webSocketServer.Start()) { Log("啟動(dòng)服務(wù)監(jiān)聽失??!"); } Log("啟動(dòng)服務(wù)監(jiān)聽成功!"); //webSocketServer.Dispose(); } private void WebSocketServer_NewSessionConnected(WebSocketSession session) { Log("歡迎客戶端: 加入"); //SendToAll(session, msg); } private void WebSocketServer_NewMessageReceived(WebSocketSession session, string value) { Log("服務(wù)端收到客戶端的數(shù)據(jù) ==》"+value); //SendToAll(session, value); } private void WebSocketServer_SessionClosed(WebSocketSession session, SuperSocket.SocketBase.CloseReason value) { Log("客戶端:關(guān)閉,原因:"); //SendToAll(session, msg); } /// <summary> /// 廣播,同步推送消息給所有的客戶端 /// </summary> /// <param name="webSocketSession"></param> /// <param name="msg"></param> public static void SendToAll(WebSocketSession webSocketSession, string msg) { foreach (var item in webSocketSession.AppServer.GetAllSessions()) { item.Send(msg); } } private delegate void DoLog(string msg); public void Log(string msg) { if (this.logReveal.InvokeRequired) { DoLog doLog = new DoLog(Log); this.logReveal.Invoke(doLog, new object[] { msg }); } else { if (this.logReveal.Items.Count > 20) { this.logReveal.Items.RemoveAt(0); } msg = DateTime.Now.ToLocalTime().ToString() + " " + msg; this.logReveal.Items.Add(msg); } } } }
(二)WebSocket4Net實(shí)現(xiàn)客戶端
1、創(chuàng)建窗口程序,WindowsFormsWebsocketClient
2、添加程序包
工具 -->Nuget包管理 -->管理解決方案的Nuget程序包 -->搜索 WebSocket4Net ,選擇WebSocket4Net,點(diǎn)擊右側(cè) 安裝,等待安裝完成,安裝完成以后,項(xiàng)目會(huì)多出很多引用庫(kù),如下
3、代碼實(shí)例
using System; using WebSocket4Net; using System.Threading; using System.Windows.Forms; namespace WindowsFormsWebsocketClient { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); websocketServerTest(); } public static WebSocket webSocket4Net = null; public void websocketServerTest() { FileUtil.getInstance().Log("我是客戶端"); webSocket4Net = new WebSocket("ws://127.0.0.1:1234"); webSocket4Net.Opened += WebSocket4Net_Opened; webSocket4Net.Error += websocket_Error; webSocket4Net.Closed += new EventHandler(websocket_Closed); webSocket4Net.MessageReceived += WebSocket4Net_MessageReceived; webSocket4Net.Open(); Thread thread = new Thread(ClientSendMsgToServer); thread.IsBackground = true; thread.Start(); //webSocket4Net.Dispose(); } private void saveBtn_Click(object sender, EventArgs e) { websocketServerTest(); } public void ClientSendMsgToServer() { int i = 1; while (true) { webSocket4Net.Send("love girl" + i++); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(5)); } } private void WebSocket4Net_MessageReceived(object sender, MessageReceivedEventArgs e) { FileUtil.getInstance().Log("服務(wù)端回復(fù)的數(shù)據(jù):" + e.Message); } private void WebSocket4Net_Opened(object sender, EventArgs e) { FileUtil.getInstance().Log("客戶端連接成功!發(fā)送數(shù)據(jù)中..."); webSocket4Net.Send("來(lái)自客戶端,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)!"); } private void websocket_Error(object sender, EventArgs e) { FileUtil.getInstance().Log("WebSocket錯(cuò)誤"); Thread.Sleep(5000); if (webSocket4Net.State!= WebSocketState.Open&&webSocket4Net.State!=WebSocketState.Connecting) { websocketServerTest(); } } private void websocket_Closed(object sender, EventArgs e) { FileUtil.getInstance().Log("WebSocket已關(guān)閉"); Thread.Sleep(5000); if (webSocket4Net.State != WebSocketState.Open && webSocket4Net.State != WebSocketState.Connecting) { websocketServerTest(); } } } }
(三)客戶端向服務(wù)端發(fā)送消息
客戶端:
服務(wù)端:
以上這篇C# 實(shí)現(xiàn)WebSocket服務(wù)端教程就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了,希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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