【C#】ソケット通信(Socket通信)　サーバー編

今日はSocket通信についてです。

サーバーについて説明していきますが、

クライアント編で説明してる部分と被っていますが、

『クライアント編』を見てねって言うと、たらいまわし感が出るので、

分かってる部分は読み飛ばしてください。(最初の方はコピペですｗｗｗ)

Socket通信とは
サーバーとクライアントとは
接続について
サーバーを作ろう　GUI
サーバー[リスナー]を作ろう　開始/終了
サーバーを作ろう　送信/受信
クライアントを作ろう　一連動作
【余談】IPアドレスの設定確認/方法
まとめ

Socket通信とは

インターネットはTCP/IPと呼ぶ通信プロトコルを利用しますが、
そのTCP/IPを プログラムから利用するには、
プログラムの世界とTCP/IPの世界を結ぶ特別な 出入り口が必要となります。
その出入り口となるのがソケット (Socket)であり、
TCP/IPのプログラミング上の大きな特徴となっています。 
このため、TCP/IP通信をソケット通信と呼ぶこともあります。

うぅ～ん。。。難しい説明ですね。。。

簡単に説明すると、

インターネットができるのは、ソケット通信のおかげという事になります。

いゃいゃざっくり過ぎるだろうっっ！！って思うかもしれませんが、

極論そういう事なのです。

サーバーとクライアントとは

サーバーとクライアントを理解しましょう。

基本的なイメージでは、

サーバーがあって、

サーバーに接続するクライアントがいるイメージになります。

基本ソフトを作る側の人間は

クライアント側のソフトを作る事の方が多いとは思います。

言葉の意味を調べましょう！！

クライアント：サービスを利用するコンピュータ
サーバ　　　：サービスを提供するコンピュータ

分かりそうで分からないこの説明。。。

例え話をします。

Ａ君は、会議中、わからない言葉が出てきた。
質問するのを恥ずかしいので、スマホで、Googleで検索をした。

簡潔にまとめると【Ａ君はGoogleで検索をした】です。

ここでいう【A君(クライアント)】【Google(サーバー)】となります。

質問者(クライアント)と回答者(サーバー)の関係です。

接続について

つぎに、つなげるケーブルについて説明します。

接続するのは、【LANケーブル】です。

LANケーブルにも種類があるので、触れておきます。

※現在では、自動判別機能（AutoMDI/MDI-X）によりほぼ知識不要になっている

LANケーブルの種類は２種類あります。

【ストレートケーブル】【クロスケーブル】です。

クロスケーブルは、通信規格や結線規格によって、ピンアサインは違います。

使い分けをどうするかというと、

異なる機器同士を接続する時：ストレートケーブル　(パソコンとHub/パソコンと通信機器)
同じ機器同士を接続する時　：クロスケーブル　(パソコンとパソコン/HubとHub)

ただし、現在では、自動判別機能（AutoMDI/MDI-X）により、

【ストレートケーブル】しか使いませんが、

古いパソコンや古いHubを使うときは気をつけましょう。

サーバーを作ろう　GUI

まずは、操作画面です。

サーバー側のソフトなので、自分のIPを取得すればいいと後から後悔。。。

IPアドレスは、サーバーのIPアドレスを設定します。

ポートに関しては、 0 ～ 65535の間で設定しますが、すでに使用されているポートもあります。

■ウェルノウンポート：０～１０２３
■登録ポート：１０２４～４９５１２
■ダイナミック/プライベートポート：４９５１３～６５５３５

ソフトウェアで使うのは８０００番台が多いですが、

ダイナミック/プライベートポートは確実に使用されていません。

【起動】ボタンで、サーバーを起動させます。

●サーバー起動[リスナー開始]
●(クライアントから)コマンド受信
●(クライアントへ)コマンド送信
●サーバー切断[リスナー終了]

サーバー[リスナー]を作ろう　開始/終了

まずは接続しましょう。

using System.Net.Sockets;
TcpListener listener = null;

private void Start_TCPServer()
{
　　string tmp;
　　int hoge;
　　Get_TCPServer(out tmp, out hoge);

　　IPAddress ip = IPAddress.Parse(tmp);　　//IPアドレス型にキャスト(型変換)
　　listener = new TcpListener(ip, hoge);　　//TCPListenerインスタンス生成
　　listener.Start();
}

関数：Get_TCPServerでは、GUI上の設定を取得しています。

IPアドレスの設定のNumericUpDownには、

命名規則を決めてコントロール名から取得するようにしました。※クライアントでも同じ

private void Get_TCPServer(out string ipadd, out int port)
{
　　port = (int)nudport.Value; //ポートは簡単

　　ipadd = "";
　　//IPの取得(IPパラメータ４つ分取得)
　　for (int n = 0; n < 4; n++)
　　{
　　　　//コントロール名から設定を取得
　　　　NumericUpDown nud = (NumericUpDown)this.Controls["nudIP" + (n + 1).ToString()];
　　　　if (nud == null)
　　　　{
　　　　　　MessageBox.Show("こんとろーる取得失敗");
　　　　　　return;
　　　　}
　　　　//最初だけカンマ無し
　　　　ipadd += (n == 0) ? nud.Value.ToString() : "." + nud.Value.ToString();
　　}
}

そして、切断です。

public void Stop_TCPServer()
{
　　　listener.Stop();
}

実際に動作させます。

サーバーのIP/ポートに誤りがあった場合、例外が発生します。

在りえそうな例外です。(SocketException)

サーバーを作ろう　送信/受信

サーバー側は、クライアントからコマンドを受信してから動作します。

private int Recieve_TCP(out string rcv)
{
　　tcp = listener.AcceptTcpClient();
　　using (NetworkStream ns = tcp.GetStream())
　　{
　　　　ns.ReadTimeout = 10000;
　　　　ns.WriteTimeout = 10000;
　　　　Encoding enc = Encoding.UTF8;
　　　　using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
　　　　{
　　　　　　byte[] resBytes = new byte[256];
　　　　　　int resSize = 0;
　　　　　　do
　　　　　　{
　　　　　　　　resSize = ns.Read(resBytes, 0, resBytes.Length);
　　　　　　　　if (resSize == 0)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　Console.WriteLine("データなし");
　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　ms.Write(resBytes, 0, resSize);
　　　　　　} while (ns.DataAvailable || resBytes[resSize - 1] != '\n');
　　　　　　rcv = enc.GetString(ms.GetBuffer(), 0, (int)ms.Length);
　　　　　　ms.Close();

　　　　　　//返信(送信)
　　　　　　string mes = "Thanks";
　　　　　　byte[] sendBytes = enc.GetBytes(mes + '\n');
　　　　　　ns.Write(sendBytes, 0, sendBytes.Length);
　　　　　　ns.Close();
　　　　}
　　}
　　return 0;
}

受信、送信方法は、クライアントの時と同じです。

受信も同じネットワークストリーム(NetworkStream)上で実施しないといけなかったので

ネットワークストリーム(NetworkStream)上にある受信データを

メモリストリーム(MemoryStream)に書き出します。

送信はネットワークストリーム(NetworkStream)で送信します。

クライアントを作ろう　一連動作

必要な機能は作れたので、【起動】ボタンの一連動作を作りましょう

private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)
{
　　do
　　{
　　　　Start_TCPServer();

　　　　string tmp;
　　　　Recieve_TCP(out tmp);
　　　　lblRecieve.Text = tmp;　　//受信内容表示
　　　　Application.DoEvents();

　　　　Stop_TCPServer();
　　} while (lblRecieve.Text.Trim() != "END");　　//ENDを受信するまで起動する
}

今回ので、サーバーとクライアントが揃いました。

実際に起動させてみましょう。