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构造.NET环境下的网页下载器

来源: 作者: 添加日期:2005-11-11 6:30:07 点击次数:
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。 

三.网页下载器实例介绍: 
   
    最后,我就综合以上.NET网络编程的一些知识,向大家展示一个很好的实例。该实例是一个运用Socket的基于同步模式的客户端应用程序,它首先通过解析服务器的IP地址建立一个终结点,同时创建一个基于流套接字的Socket连接,其运用的协议是TCP协议。通过该Socket就可以发送获取网页的命令,再通过该Socket获得服务器上默认的网页,最后通过文件流将获得的数据写入本机文件。这样就完成了网页的下载工作了,程序运行的效果如下所示: 
      this.label1.TextAlign = System.Drawing. 
   ContentAlignment.MiddleRight; 
   // 
   // label2 
   // 
   this.label2.Location = new System.Drawing. 
   Point(16, 64); 
   this.label2.Name = "label2"; 
   this.label2.Size = new System.Drawing. 
   Size(80, 23); 
   this.label2.TabIndex = 1; 
   this.label2.Text = "本地文件名:"; 
   this.label2.TextAlign = System.Drawing. 
   ContentAlignment.MiddleRight; 
   // 
   // Download 
   // 
   this.Download.Location = new System. 
   Drawing.Point(288, 24); 
   this.Download.Name = "Download"; 
   this.Download.TabIndex = 2; 
   this.Download.Text = "开始下载"; 
   this.Download.Click += new System. 
   EventHandler(this.Download_Click); 
   // 
   // ServerAddress 
   // 
   this.ServerAddress.Location = new System. 
   Drawing.Point(96, 24); 
   this.ServerAddress.Name = "ServerAddress"; 
   this.ServerAddress.Size = new System. 
   Drawing.Size(176, 21); 
   this.ServerAddress.TabIndex = 3; 
   this.ServerAddress.Text = ""; 
   // 
   // Filename 

// 
   this.Filename.Location = new System. 
   Drawing.Point(96, 64); 
   this.Filename.Name = "Filename"; 
   this.Filename.Size = new System. 
   Drawing.Size(176, 21); 
   this.Filename.TabIndex = 4; 
   this.Filename.Text = ""; 
   // 
   // Form1 
   // 
   this.AutoScaleBaseSize = new System. 
   Drawing.Size(6, 14); 
   this.ClientSize = new System.Drawing. 
   Size(376, 117); 
   this.Controls.AddRange(new System.Windows. 
   Forms.Control[] { 
   this.Filename, 
   this.ServerAddress, 
   this.Download, 
   this.label2, 
   this.label1}); 
   this.Name = "Form1"; 
   this.Text = "网页下载器"; 
   this.ResumeLayout(false); 
   } 
   #endregion 
   
   ///  
   /// 应用程序的主入口点。 
   /// 
 
   [STAThread] 
   static void Main() 
   { 
   Application.Run(new Form1()); 
   } 
   
   private string DoSocketGet(string server) 
   { 
   //定义一些必要的变量以及一条要发送到服务器的字符串 
   Encoding ASCII = Encoding.ASCII; 
   string Get = "GET / HTTP/1.1\r\nHost: " 
   +server+"\r\nConnection: Close\r\n\r\n"; 
   Byte[] ByteGet = ASCII.GetBytes(Get); 
   Byte[] RecvBytes = new Byte[256]; 
   String strRetPage = null; 
   
   //获取服务器相关的IP地址列表,其中第一项即为我们所需的 
   IPAddress hostadd = Dns.Resolve(server). 
   AddressList[0]; 
   
   //根据获得的服务器的IP地址创建一个终结点,端口为默认的80 
   IPEndPoint EPhost = new IPEndPoint 
   (hostadd, 80); 
   
   //创建一个Socket实例 
   Socket s = new Socket(AddressFamily. 
   InterNetwork, SocketType.Stream, 
   ProtocolType.Tcp ); 
   try 
   { 
   //用上面所取得的终结点连接到服务器 
   s.Connect(EPhost); 
   } 
   catch(Exception se) 
   { 
   MessageBox.Show("连接错误:"+se. 
   Message,"提示信息",MessageBoxButtons. 
   RetryCancel,MessageBoxIcon.Information); 
   } 
   
   if (!s.Connected) 
   { 
   strRetPage = "不能连接到服务器!"; 
   return strRetPage; 
   } 
   
   try 
   { 
   //向服务器发送GET命令 
   s.Send(ByteGet, ByteGet.Length, 
   SocketFlags.None); 
   } 
   catch(Exception ce) 
   { 
   MessageBox.Show("发送错误:"+ce. 
   Message,"提示信息",MessageBoxButtons. 
   RetryCancel,MessageBoxIcon.Information); 
   } 
   
   //接收页面数据,直到所有字节接收完毕 
   Int32 bytes = s.Receive(RecvBytes, 
   RecvBytes.Length, 0); 
   strRetPage = "以下是在服务器" + server + 
   "上的默认网页:\r\n"; 
   strRetPage = strRetPage + ASCII.GetString 
   (RecvBytes, 0, bytes); 
   
   while (bytes > 0) 
   { 
   bytes = s.Receive(RecvBytes, 
   RecvBytes.Length, SocketFlags.None); 
   strRetPage = strRetPage + ASCII. 
   GetString(RecvBytes, 0, bytes); 
   } 
   
   //禁用并关闭Socket实例 
   s.Shutdown(SocketShutdown.Both); 
   s.Close(); 
   return strRetPage; 
   } 
   
   private void Download_Click(object sender, System. 
   EventArgs e) 
   { 
   //将所读取的字符串转换为字节数组 
   byte[] content=Encoding.ASCII.GetBytes 
   (DoSocketGet(ServerAddress.Text)); 
   try 
   { 
   //创建文件流对象实例 
   FileStream fs=new FileStream 
   (Filename.Text,FileMode.OpenOrCreate,FileAccess. 
   ReadWrite); 
   //写入文件 
   fs.Write(content,0,content.Length); 
   } 
   catch(Exception fe) 
   { 
   MessageBox.Show("文件创建/写入错误: 
   "+fe.Message,"提示信息",MessageBoxButtons. 
   RetryCancel,MessageBoxIcon.Information); 
   } 
   } 
   } 
  } 
   
   
   
  其中主要的函数为DoSocketGet(),首先程序在响应"开始下载"的事件处理函数Download_Click(),调用DoSocketGet()函数,该函数完成了套接字的创建、连接、与主机的通讯-即获得主机上的网页、禁用、关闭等功能。在调用完DoSocketGet()函数后,Download_Click()函数创建一个FileStream对象,并试图将DoSocketGet()函数返回的网页文件以字节数组的形式写到本机文件中,最终形成在本机上的一个Html文件,这样就完成了一个网页文件的下载工作了。 
   
    不过这个程序的功能比较简单,不能作为真正的网页浏览器用,网页文件下载后还是要用IE等浏览器才能打开。然而作为一个解释.NET底层网络编程的实例绝对是一个好例子,所以希望读者能好好研究,同时读者还可以添加文件下载进度条等以完善本程序。 
   
    注:以上程序在Windows 2000服务器版、Visual Studio.Net中文正式版下调试通过 
 
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