P2P通讯初步实现

原文URL: http://www.cnblogs.com/dlwang2002/archive/2008/09/16/1291793.html

 

1：基于Socket连接；

2：在四个局域网内测试通过；

3：简单模型，需要进一步优化效率和处理；

 

========================= 备注：   经过修改和重构，抽象出来的P2PLib已经可以工作了，并且提取出一个Envelope对象，当作通讯协议和数据载体。   在这个Lib之上，很容易实现不同局域网之间的具体应用，比如现在已经建立了三个应用：   1：IM，跨局域网即时通讯（UI像MSN）   2：FT，文件传输，断点续传   3：DP，数据库代理（客户需要在任何地方访问它局域网内的数据库，这一个其实是作为某ORM的数据层出现的。）
========================== 基本思路

两个分别在不同的局域网内的用户无法直接建立连接并通讯。因为处在不同局域网的用户（没有公共IP）无法被外部机器主动连接，所以凡是所谓的P2P一般都是通过中间服务器中转通讯的。比如在几年前俺曾经介绍过一个P2P的软件，http://www.cnblogs.com/dlwang2002/archive/2005/04/14/207988.html，基本原理那里面有介绍。

这次所建立的模型，是双方都在不同的局域网内部，都没有公用IP。

基本原理是这样的。局域网A内用户PA想要和局域网B内的用户PB通讯，那么需要通过中间服务器S进行转接通讯。Socket链接虽然只是由一方发起（局域网内的），但是socket确实一个可以在两端都能通讯的，也就是说，PA链接S后，S实际上可以使用这个通道直接发消息给PA。同理，如果PB连接之后，S将有两个Socket实例，然后S可以把SA的消息直接转发给SB，这样SB就转载了SA的请求到了PB。虽然还是要通过中转，但是S只负责把两端Socket互联，速度延时可近似认为是0，也就是可以认为PA和PB是建立了直接的链接，P2P。

过程如下：

1：）PA向S发出连接请求；S接受请求，并且保留住PA的socket实例SA，存进一个在线用户列表LiveConnections中

2：）PB请求S并建立连接（和A无先后关系），S中保存其socket实例SB

3：）PA向s发出通讯请求，指明通讯对象是PB

4：）S接收到A的请求，再当前的LiveConnections中找到PB的socket示例SB，转发消息；

5：）PB接受到来自PA的消息。

 

 

主要程序代码

   1：）首先的问题是如何建立Socket连接。这个问题在以前的一篇Blog中有提到（http://www.cnblogs.com/dlwang2002/archive/2008/07/21/924803.html）。这里使用的代码基本上都是和那一个一样的，只有中间处理通讯数据的部分稍有不同。这些代码不再赘述。

   2：）服务器S处理转发消息的代码

                 

 1     #region hander data 2                    try 3                    {  4                        Logger.Log("DataReceive", data);//test, catch the data transaction 5 6                        string[] allData = data.Split(';');  7                        string requestTo = allData[0]; // this is the basic format: to_IP;from_IP;MSG  8  9                        //find stored socket connection here10                        ClientConnection requectToCC = null; 11                        foreach (DictionaryEntry de in SocketListener.ClientConnections) 12                        { 13                            ClientConnection cc = de.Key as ClientConnection; 14                            // request form will be like this "xx.xx.xxx.xxx:xxxxxx",the last number is running number 15                            // so if 2 client both in the same network, this will be confued to dispatch the socket 16                            //here just find the last one that in the same network17                            if (cc.RequestFrom.IndexOf(requestTo) > -1) 18                            { 19                                requectToCC = cc; 20                            }21 22                        }23                        if (requectToCC != null && requectToCC.ConSocket.Connected) 24                        {  25                            //can get the connection here, then transfer this request to it26                            try27                            { 28                                ReplayMsg(requectToCC.ConSocket, data); 29                            }30                            catch (Exception ce) 31                            { 32                                ReplayMsg(this.ConSocket, "process error: " + ce.Message); 33                                Logger.Log("SendMsgError", ce.Message); 34                            }35                        }36                        else37                        { 38                            //if can not find, means the reqeust to is not login/register there39                            ReplayMsg(this.ConSocket, "the client you request to is disconnected"); 40                            Logger.Log("SendMsgError", "the client you request to is disconnected"); 41                        }42                        // 43                    }44                    catch (Exception ex) 45                    { 46                        Logger.Log("DataError " + _requestFrom, ex.Message); 47                    }48                    #endregion

   3：）客户端的简单实现

 

 1 namespace P2PClient  2 {  3     public class ConnectionManager  4     {  5         private Socket _socket;  6         private IPEndPoint _hostEP;  7         private string _localIP;  8  9         public delegate void MessageReceiveEvent(string fromIP,string msg); 10 11         public event MessageReceiveEvent OnMsgReceived; 12 13         public ConnectionManager(string ip, int port) 14         { 15             IPAddress address = IPAddress.Parse(ip); 16             _hostEP = new IPEndPoint(address, port); 17         } 18 19         public bool Connect2Server() 20         { 21             try22             { 23                 _socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); 24                 _socket.Connect(_hostEP); 25 26                 IPHostEntry oIPHost = Dns.Resolve(Environment.MachineName); 27                 _localIP = oIPHost.AddressList[0].ToString(); 28 29                 //there use the same socket, to wait for reply msg30                 Thread thread = new Thread(new ThreadStart(WaitForReceiveData)); 31                 thread.Name = "connection_"; 32                 thread.Start(); 33 34                 return true; 35             } 36             catch (Exception ex) 37             { 38                 return false; 39             } 40         } 41         public void Close() 42         { 43             _socket.Shutdown(SocketShutdown.Both); 44             _socket.Close(); 45         } 46         public void SendMessage(string clientIP, string msg) 47         { 48             string sendStr = clientIP + ";"+_localIP+";" + msg;//simple format; to_IP;from_IP;MSG49 50             byte[] bytesSendStr = new byte[1024]; 51             bytesSendStr = Encoding.ASCII.GetBytes(sendStr); 52             _socket.Send(bytesSendStr, bytesSendStr.Length, 0); 53         } 54 55         public void WaitForReceiveData() 56         { 57             byte[] bytes = new Byte[1024]; 58 59             while (true) 60             { 61                 bytes = new byte[1024]; 62                 string data = ""; 63 64                 //the system while be wait here until there is msg received here65                 int bytesRec = this._socket.Receive(bytes); 66 67                 data += Encoding.ASCII.GetString(bytes, 0, bytesRec); 68                 #region hander data69                 Logger.Log("DataReceive", data); 70 71                 string[] allData = data.Split(';'); 72                 string requestFrom = allData[1]; // this is the basic format; to_IP;from_IP;MSG73                 string msg=allData[2]; 74 75                 if (OnMsgReceived != null) 76                 { 77                     OnMsgReceived(requestFrom, msg); 78                 } 79                 #endregion80             } 81         } 82 83 84     }

      4：）UI等其他处理 （略）

 

 

问题

1：）一个Socket的实例可以在服务器/客户端存活多久呢？我测试发现，至少几个小时没有问题，但是最长时间却不知道。

    2：）服务器S用单独的线程来处理链接，并不是最好的方式

    3：）服务器负载平衡，在多个服务器的情况下，要让客户端可以选择效率最高的服务器进行中转

    4：）有一台机器已经在公网上，或者两台都在公网上，需要另外的模型。他们不需要中转。

 

小结

    简单，效率未知。