构造.NET环境下的网页下载器(1)

一．前言：

　　微软的.Net框架为我们进行网络编程提供了以下两个名字空间：System.Net以及System.Net.Sockets。通过合理运用其中的类和方法，我们可以很容易地编写出各种网络应用程序。这种网络应用程序既可以是基于流套接字的，也可以是基于数据报套接字的。而基于流套接字的通讯中采用最广泛的协议就是TCP协议，基于数据报套接字的通讯中采用最广泛的自然就是UDP协议了。下面我将重点向大家介绍.NET网络编程中的一些类：Dns类、IPHostEntry类、IPEndPoint类以及Socket类，并会在最后给出一个网页下载器的实例以加深读者对.NET网络编程的理解。

　　二．网络编程类介绍：

　　Dns 类：

　　向使用 TCP/IP Internet 服务的应用程序提供域名服务。其Resolve（）方法查询DNS服务器以将用户友好的域名（如"www.google.com"）映射到数字形式的 Internet 地址（如 192.168.1.1）。Resolve（）方法返回一个IPHostEnty实例，该实例包含所请求名称的地址和别名的列表。大多数情况下，可以使用 AddressList 数组中返回的第一个地址。

　　Resolve（）方法的函数原型如下：

　　public static IPHostEntry Resolve(string hostName);



　　下面的代码获取一个 IPAddress 实例，该实例包含服务器 www.google.com 的IP地址：

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



　　不过在Dns类中，除了通过Resolve（）方法，你还可以通过GetHostByAddress（）方法以及GetHostByName（）方法来得到相应的IPHostEntry实例，函数原型如下：

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



　　下面的代码显示了如何分别运用以上两种方法获得包含服务器www.google.com的相关信息的IPHostEntry实例：

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



　　在使用以上方法时，你将可能需要处理以下几种异常：

　　SocketException异常：访问Socket时操作系统发生错误引发

　　ArgumentNullException异常：参数为空引用引发

　　ObjectDisposedException异常：Socket已经关闭引发

　　以上，我向大家简要地介绍了Dns类中一些方法以及其用法，并列举出了可能出现的异常，下面就让我们转到和Dns类密切相关的IPHostEntry类。
　IPHostEntry类：

　　该类的实例对象中包含了Internet主机的地址相关信息。此类型的所有公共静态成员对多线程操作而言都是安全的，但不保证任何实例成员是线程安全的。其中主要的一些属性有：AddressList属性、Aliases属性以及HostName属性。

　　AddressList属性和Aliases属性的作用分别是获取或设置与主机关联的IP地址列表以及获取或设置与主机关联的别名列表。其中AddressList属性值是一个IPAddress类型的数组，包含解析为Aliases属性中包含的主机名的IP地址；Aliases属性值是一组字符串，包含解析为AddressList 属性中的IP地址的DNS名。而HostName属性比较好理解，它包含了服务器的主要主机名，这光从名称上就可以知道了。如果服务器的DNS项定义了附加别名，则可在Aliases属性中使用这些别名。

　　下面的代码列出了服务器www.google.com的相关别名列表以及IP地址列表的长度并将所有的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]);
　　}


　　介绍完IPHostEntry类，我们能获得了所要连接的主机的相关IP地址以及别名列表，但是真正要和主机取得连接还需要一个很重要的类－IPEndPoint类。


　　IPEndPoint类：

　　在Internet中，TCP/IP使用一个网络地址和一个服务端口号来唯一标识设备。网络地址标识网络上的特定设备；端口号标识要连接到的该设备上的特定服务。网络地址和服务端口的组合称为终结点，在.NET框架中正是由EndPoint类表示这个终结点，它提供表示网络资源或服务的抽象，用以标志网络地址等信息。.Net同时也为每个受支持的地址族定义了 EndPoint的子代；对于IP地址族，该类为IPEndPoint。IPEndPoint类包含应用程序连接到主机上的服务所需的主机和端口信息，通过组合服务的主机IP地址和端口号，IPEndPoint类形成到服务的连接点。

　　在IPEndPoint类中有两个很有用的构造函数：

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



　　它们的作用就是用指定的地址和端口号初始化 IPEndPoint 类的新实例。该类中的属性有：Address属性、AddressFamily属性以及Port属性，这些属性相对比较容易理解，这里就不作多介绍。下面的代码显示了如何取得服务器www.google.com的终结点：

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


　　这样，我们已经了解了和主机取得连接的一些必要的基本类，有了这些知识，我们就可以运用下面的Socket类真正地和主机取得连接并进行通讯了。

　　Socket类：

　　Socket类是包含在System.Net.Sockets名字空间中的一个非常重要的类。一个Socket实例包含了一个本地以及一个远程的终结点，就像上面介绍的那样，该终结点包含了该Socket实例的一些相关信息。

　　需要知道的是Socket 类支持两种基本模式：同步和异步。其区别在于：在同步模式中，对执行网络操作的函数（如Send和Receive）的调用一直等到操作完成后才将控制返回给调用程序。在异步模式中，这些调用立即返回。

　　下面我们重点讨论同步模式的Socket编程。首先，同步模式的Socket编程的基本过程如下：

　　1．创建一个Socket实例对象。

　　2．将上述实例对象连接到一个具体的终结点（EndPoint）。

　　3．连接完毕，就可以和服务器进行通讯：接收并发送信息。

　　4．通讯完毕，用ShutDown（）方法来禁用Socket。

　　5．最后用Close（）方法来关闭Socket。

　　知道了以上基本过程，我们就开始进一步实现连接并通讯了。在使用之前，你需要首先创建Socket对象的实例，这可以通过Socket类的构造方法来实现：

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


　　其中，addressFamily 参数指定Socket使用的寻址方案，比如AddressFamily.InterNetwork表明为IP版本4的地址；socketType参数指定Socket的类型，比如SocketType.Stream表明连接是基于流套接字的，而SocketType.Dgram表示连接是基于数据报套接字的。protocolType参数指定Socket使用的协议，比如ProtocolType.Tcp表明连接协议是运用TCP协议的，而Protocol.Udp则表明连接协议是运用UDP协议的。

　　在创建了Socket实例后，我们就可以通过一个远程主机的终结点和它取得连接，运用的方法就是Connect（）方法：

　　public Connect (EndPoint ep);


　　该方法只可以被运用在客户端。进行连接后，我们可以运用套接字的Connected属性来验证连接是否成功。如果返回的值为true，则表示连接成功，否则就是失败。下面的代码就显示了如何创建Socket实例并通过终结点与之取得连接的过程：

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");


　　一旦连接成功，我们就可以运用Send（）和Receive（）方法来进行通讯。

　　Send（）方法的函数原型如下：

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


　　其中，参数buffer包含了要发送的数据，参数size表示要发送数据的大小，而参数flags则可以是以下一些值：SocketFlags.None、SocketFlags.DontRoute、SocketFlags.OutOfBnd。

　　该方法返回的是一个System.Int32类型的值，它表明了已发送数据的大小。同时，该方法还有以下几种已被重载了的函数实现：

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


　　介绍完Send（）方法，下面是Receive（）方法，其函数原型如下：

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


　　其中的参数和Send（）方法的参数类似，在这里就不再赘述。

　　同样，该方法还有以下一些已被重载了的函数实现：

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


　　在通讯完成后，我们就通过ShutDown（）方法来禁用Socket，函数原型如下：

　　public void ShutDown(SocketShutdown how);


　　其中的参数how表明了禁用的类型，SoketShutdown.Send表明关闭用于发送的套接字；SoketShutdown.Receive表明关闭用于接收的套接字；而SoketShutdown.Both则表明发送和接收的套接字同时被关闭。

　　应该注意的是在调用Close（）方法以前必须调用ShutDown（）方法以确保在Socket关闭之前已发送或接收所有挂起的数据。一旦ShutDown（）调用完毕，就调用Close（）方法来关闭Socket，其函数原型如下：

　　public void Close();

　　该方法强制关闭一个Socket连接并释放所有托管资源和非托管资源。该方法在内部其实是调用了方法Dispose（），该函数是受保护类型的，其函数原型如下：

　　protected virtual void Dispose(bool disposing);

　　其中，参数disposing为true或是false，如果为true，则同时释放托管资源和非托管资源；如果为false，则仅释放非托管资源。因为Close（）方法调用Dispose（）方法时的参数是true，所以它释放了所有托管资源和非托管资源。

　　这样，一个Socket从创建到连接到通讯最后的关闭的过程就完成了。虽然整个过程比较复杂，但相对以前在SDK或是其他环境下进行Socket编程，这个过程就显得相当轻松了。

原文转自：http://www.ltesting.net

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