P2P，即英文Peer-to-Peer的縮寫，中譯為對等互聯(lián)或點對點技術(shù)。講到P2P，人們就會想起Napster，Napster讓人們認識到了P2P技術(shù)的威力，P2P技術(shù)也就通過Napster進入了大多數(shù)用戶的視野，Napster的音樂文件交換功能是P2P的一個主要應(yīng)用。P2P技術(shù)可以讓用戶可以直接連接到其他用戶的計算機，進行文件共享與交換。同時P2P在深度搜索、分布計算、協(xié)同工作等方面也大有用途。
簡單地說，P2P就是一種用于不同PC用戶之間，不經(jīng)過中繼設(shè)備直接交換數(shù)據(jù)或服務(wù)的技術(shù)，它允許Internet用戶直接使用對方的文件。每個人可以直接連接到其他用戶的計算機，并進行文件的交換，而不需要連接到服務(wù)器上再進行瀏覽與下載。因為消除了中間環(huán)節(jié)，P2P技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)上的溝通變得更容易、更直接。P2P改變了Internet現(xiàn)在的以大網(wǎng)站為中心的狀態(tài)、重返"非中心化"，并把權(quán)力交還給用戶。從某種意義上講，P2P體現(xiàn)了Internet的本質(zhì)。在網(wǎng)絡(luò)尚未發(fā)展成為現(xiàn)在的Web之前，網(wǎng)民就是利用所謂的"布告板"等渠道彼此直接交換信息和文件。
目前Internet的存儲模式是"內(nèi)容位于中心"，而P2P技術(shù)的運用將使Internet上的內(nèi)容向邊緣移動。這將帶來以下改變：首先，客戶不再需要將文件上傳到服務(wù)器，而只需要使用P2P與其他計算機進行共享；其次，使用P2P技術(shù)的計算機不需要固定的IP地址和永久的Internet連接，這使得占有極大比例的撥號上網(wǎng)用戶也可以享受P2P帶來的變革。
理解P2P技術(shù)方面的最好方法是仔細觀察并理解一個實際的P2P應(yīng)用程序。C#作為微軟.Net戰(zhàn)略的重要棋子，對網(wǎng)絡(luò)編程提供了很好的支持和優(yōu)化。本文就通過一個程序，向大家介紹一下C#下的P2P編程的方法和實現(xiàn)機理。本文的這個程序雖然不是很有用，但卻很直觀地給出了P2P（點對點）編程以及套接口編程的一些基本知識和概念。它是建立在TcpListener以及TcpClient這兩個類基礎(chǔ)上的，除外還有相應(yīng)的輸入和輸出控制。實現(xiàn)的原理也比較簡單，但是用到了P2P技術(shù)重返"非中心化"的基本原則。簡言之，用這個程序可以在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送、接受信息，任何一臺計算機既可以作為服務(wù)器端，又可以作為客戶端。程序共用到了四個類：一個Listener類（用來監(jiān)聽新的連接）、一個Sender類（用來發(fā)送信息）、一個Inputhandler類（用來控制輸入）、一個Initialize類（用來完成初始化工作）。下面，我先給大家介紹一下這四個類，最后再給出程序的具體實現(xiàn)方法。
二．基本類介紹：
1．Listener類：
Listener類是用來監(jiān)聽新的連接。當它的一個對象被建立并開啟后，該對象就開始不斷監(jiān)聽來自網(wǎng)絡(luò)中的連接請求。一旦有了一個連接請求，該對象就設(shè)法建立連接并取得它的字節(jié)流進而轉(zhuǎn)化成字符串顯示在控制臺中。當一個連接結(jié)束后，該對象就繼續(xù)進行監(jiān)聽來自網(wǎng)絡(luò)中的連接請求。
代碼以及注釋如下：
namespace P2PTest
{
using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading;
public class Listener
{
private Thread th;
private TcpListener tcpl;
public bool listenerRun = true;
//listenerRun為true，表示可以接受連接請求，false則為結(jié)束程序
public Listener()//構(gòu)造函數(shù)
{
th = new Thread(new ThreadStart(Listen));//新建一個用于監(jiān)聽的線程
th.Start();//打開新線程
}
public void Stop()
{
tcpl.Stop();
th.Abort();//終止線程
}
private void Listen()
{
try
{
tcpl = new TcpListener(5656);//在5656端口新建一個TcpListener對象
tcpl.Start();
Console.WriteLine("started listening..");
while(listenerRun)//開始監(jiān)聽
{
Socket s = tcpl.AcceptSocket();
string remote = s.RemoteEndPoint.ToString();
Byte[] stream = new Byte[80];
int i=s.Receive(stream);//接受連接請求的字節(jié)流
string msg = "<" + remote + ">" + System.Text.Encoding.UTF8.GetString(stream);
Console.WriteLine(msg);//在控制臺顯示字符串
}
}
catch(System.Security.SecurityException)
{
Console.WriteLine("firewall says no no to application - application cries..");
}
catch(Exception)
{
Console.WriteLine("stoped listening..");
}
}
}
}
對Listen（）函數(shù)的補充說明：
這個函數(shù)是Listener類的核心部分。該函數(shù)首先被構(gòu)造函數(shù)調(diào)用。只要布爾值listenerRun為true，我們就可以在端口5656創(chuàng)建并開始一個Tcp監(jiān)聽對象TcpListener進行監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的連接請求，而一旦listenerRun被置為false，則表示程序結(jié)束了。在循環(huán)體內(nèi)部，我們先接受一個連接，用s.RemoteEndPoint獲得它的IP地址并獲得其字節(jié)流。根據(jù)獲得的字節(jié)流，我們用UTF8編碼將它轉(zhuǎn)化為字符串。最后，我們就在控制臺中顯示獲得的字符串。
對于catch語句，第一個塊捕獲一個可能由防火墻引起的例外。因為對于防火墻而言，它可能認為這是一個特洛依木馬或是儒蟲病毒什么的，所以就會拒絕通過。解決辦法就是重新配置防火墻。第二個塊用于捕獲一般的例外，比如當我們調(diào)用了stop（）函數(shù)后，我們銷毀了TcpListener對象，那就自然不可能再進行監(jiān)聽了。
2．Sender類：
Sender類就一個函數(shù)，所以是相當簡單的。
代碼以及注釋如下：
namespace P2PTest
{
using System;
using System.IO;
using System.Net.Sockets;
public class Sender
{
public void Send(string[] aInput)
{
string stream = "";
//獲得要發(fā)送的信息
for(int i=2; i<aInput.Length; i++)
{
stream += aInput[i] + " ";
}
try
{
TcpClient tcpc = new TcpClient(aInput[1], 5656);
//在5656端口新建一個TcpClient對象
NetworkStream tcpStream = tcpc.GetStream();
StreamWriter reqStreamW = new StreamWriter(tcpStream);
reqStreamW.Write(stream);
reqStreamW.Flush();//發(fā)送信息
tcpStream.Close();
tcpc.Close();
}
catch(Exception)
{
Console.WriteLine("connection refused by target computer");
}
}
}
}
對Send（）函數(shù)的補充說明：
Send（string[] aInput）函數(shù)將一個數(shù)組作為參數(shù)。數(shù)組的第一個元素Send（aInput[0]）必須包含"send"這個字，否則Sender對象不會被創(chuàng)建（更多內(nèi)容在InputHandler類中）；第二個元素包含了目標計算機的IP地址；剩下的就是要發(fā)送的內(nèi)容信息了。
在try塊中，我們根據(jù)遠程計算機的IP地址在端口5656（要確保端口號統(tǒng)一）創(chuàng)建了一個TcpClient對象。然后，我們建立一個NetworkStream和一個StremWriter對象來發(fā)送我們的信息。在catch塊中，我們用它來捕獲一般的例外，比如遠程計算機拒絕連接請求、網(wǎng)絡(luò)不通什么的。
3．InputHandler類：
InputHandler類主要用來控制用戶輸入。
代碼以及注釋如下：
namespace P2PTest
{
using System;
public class InputHandler
{
public bool appRun = true;//當appRun為false時，程序結(jié)束
public InputHandler()
{
Console.WriteLine("type help for a list of commands.");
Input();
}
private static Listener li;//一個靜態(tài)的Listener對象
private string inparam;
private string[] aInput;//數(shù)組aInput用于接受用戶輸入的信息
public void Input()
{
while(appRun)
{
inparam = Console.ReadLine();
aInput = inparam.Split(' ');
//將inparam分割的目的是為了獲得字符串中的第一個字，從而執(zhí)行以下不同的命令
switch(aInput[0])
{
case "send"://如果是"send"，則新建一個Sender對象并發(fā)送信息
Sender se = new Sender();
se.Send(aInput);
break;
case "start"://如果是"start"，則新的開始監(jiān)聽
try
{
li.listenerRun = false;
li.Stop();
}
catch(NullReferenceException)
{
;
}
finally
{
li = new Listener();
}
break;
case "stop"://如果是"stop"，則停止監(jiān)聽
try
{
li.listenerRun = false;
li.Stop();
}
catch(NullReferenceException)
{
;
}
break;
case "exit"://退出程序
try
{
li.listenerRun = false;
li.Stop();
}
catch(NullReferenceException)
{
;
}
finally
{
appRun = false;
}
break;
case "help"://顯示幫助信息
Console.WriteLine("Commands:");
Console.WriteLine("start: starts the listener");
Console.WriteLine("stop: stops the listener if started");
Console.WriteLine("send: send <IP> <message> sends a message");
Console.WriteLine("exit: exits the application");
Console.WriteLine("help: you already know");
break;
default:
Console.WriteLine("Invalid command");
break;
}
}
}
}
}
對InputHandler類的補充說明：
該類中有一個靜態(tài)的Listener對象li，一旦計算機運行此程序并執(zhí)行"start"操作，該計算機就可以成為網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器來監(jiān)聽其他計算機的連接請求。而該類的核心部分是一個switch case語句系列，通過不同的操作，我們可以使計算機扮演不同的角色："send"操作表明該計算機相對目的計算機而言成了客戶端；而"start"操作就將計算機自身置為服務(wù)器端，這正體現(xiàn)了P2P的既是服務(wù)器端又是客戶端的"非中心化"的原則；同時程序也提供了一些其他的輔助操作。
4．Initialize類：
Initialize類進行程序的初始化工作，它新建了一個InputHandler對象，只要該對象的布爾值appRun為true，就一直運行之，直到該值為false，程序退出。
代碼以及注釋如下：
namespace P2PTest
{
using System;
public class Init
{
public static void Main()
{
InputHandler ih = new InputHandler();//新建一個InputHandler對象
while(ih.appRun);//直到ih.appRun為false，程序退出
Console.WriteLine("exiting..");
}
}
}
到此為止，四個類已經(jīng)介紹完畢，我想大家也早已等不及了吧，下面就簡單給大家介紹一下具體實現(xiàn)程序的方法。
三．實現(xiàn)方法：
首先，打開Visual Studio.Net，新建一個名為P2Ptest的控制臺應(yīng)用程序的Visual C#項目，圖示如下：
圖1
其次，將以上四個類分別保存為四個文件：listener.cs，sender.cs，inputHandler.cs，initialize.cs。然后將這四個文件添加到當前的工程中，同時把原有的主文件刪除即可（因為在initialize.cs中已經(jīng)有主函數(shù)了）。
最后，按Ctrl+F5即可執(zhí)行程序了。
為了進行測試，我們需要打開兩個P2Ptest程序，一個作為服務(wù)器端，另一個作為客戶端。服務(wù)器端的圖示如下（此時已經(jīng)開始監(jiān)聽了）：
圖2
客戶端的圖示如下（輸入命令行：send 10.85.7.79 Hello,I'm Pitt.Can you hear me??）：
圖3
再看服務(wù)器端的情況，圖示如下：
圖4
從圖示可以看到服務(wù)器端已經(jīng)收到消息了。同時，只要客戶端也開啟了監(jiān)聽功能，服務(wù)器端也就能向客戶端發(fā)送信息了。這樣它們的關(guān)系就不再是服務(wù)器－客戶機的關(guān)系了，而是Peer-to-Peer的關(guān)系了。
四．總結(jié)：
現(xiàn)在一個很基本的P2P應(yīng)用程序以及完成，通過它，我們可以利用P2P技術(shù)的基本特性實現(xiàn)點對點通信。通過這個程序，我相信大家對C#下的P2P編程應(yīng)該有了大致的了解。對于這個程序，不足的一點是功能比較簡單，只可以發(fā)送、接受信息，而且還是基于控制臺的，讀者可以試著開發(fā)出功能更強大的基于Windows Forms的P2P應(yīng)用程序。
最后，筆者希望能通過此文喚起大家對P2P技術(shù)的興趣。因為P2P身后所蘊藏著的無比的創(chuàng)造力使人們對未來互聯(lián)網(wǎng)充滿了美好的憧憬，現(xiàn)在世界范圍的P2P應(yīng)用熱潮也是一浪高過一浪。在可以預見的未來，隨著對P2P研究的進一步深入和關(guān)注P2P的群體逐漸增多，P2P必將進入一個飛速發(fā)展的新時期。
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