C#使用TCP/UDP协议通信并用Wireshark抓包分析数据
生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
C#使用TCP/UDP协议通信并用Wireshark抓包分析数据
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
目錄
- 一、Wireshark抓包軟件下載安裝
- 二、控制臺程序使用 UDP 通信
- 1）創建新項目
- 2）編寫代碼
- 3）編譯結果
- 4）抓包分析數據
- 三、Form窗口程序使用 TCP 通信
- 1）創建新項目
- 2）設計圖形界面
- 3）編寫代碼
- 4）編譯客戶端和服務器端
- 5）抓包分析數據
- 四、總結
- 五、參考資料
本文章主要講述使用 VS2019 編寫 C# 程序，并通過 UDP/TCP 進行通信，使用 Wireshark 抓包軟件抓取發送的包并分析數據結構，由于涉及到客戶端和服務器端，可以使用兩臺電腦，一臺電腦編寫客戶端代碼，另一臺電腦編寫服務器端代碼。
實驗環境： Window 10 系統
開發工具： Visual Studio 2019
使用工具： Wireshark 2.6.4
一、Wireshark抓包軟件下載安裝
下載 Wireshark 安裝包，點擊下面的鏈接提取，里面有 2.6.4 和 3.2.7 版本的
注：我安裝 3.2.7 版本的時候安裝報錯1603，百度了好久都沒解決，但我室友安裝時并沒問題，所以我安裝的是 2.6.4 版本的，可能是我缺少某個包，你可自行選擇版本安裝。
鏈接：https://pan.baidu.com/s/18jMDSNe6Za-iMccuTsvm9w
提取碼：vbli
下載好后，就開始來安裝（版本不同，但是安裝的步驟一樣，除了后續我安裝了額外的 WinPcap 組件，可能這就是我電腦缺少的吧，哎）。
- 打開 Wireshark-win64-2.6.4.exe 文件。
- 點擊 “ Next > ”。
- 點擊 “ I Agree ”。
- 點擊 “ Next > ”。
- 勾選上 “ Wireshark Desktop Icon ”，意思為創建桌面快捷方式，再點擊 “ Next > ”。
- 選擇保存目錄，再點擊 “ Next > ”。
- 點擊 “ Next > ”。
- 點擊 “ Install ”。
- 然后彈出一個窗口，點擊 “ 是 ” ，后又彈出一個窗口，點擊 “ Next > ”。
- 點擊 “ I Agree ”。
- 點擊 “ Install ”。
- 點擊 “ Finish ”。
- 然后 Wireshark 繼續安裝。
- 安裝完成后，點擊 “ Next > ”。
- 點擊 “ Finish ”。
至此，Wireshark 就安裝完成了！好激動！！！
二、控制臺程序使用 UDP 通信
本部分內容： 用 C# 編寫一個命令行/控制臺 hello world 程序，實現如下功能：在屏幕上連續輸出 50 行 “ hello cqjtu！重交物聯2018級 ” ；同時打開一個網絡 UDP 套接字，向室友電腦或樹莓派發送這 50 行消息。
程序實現功能： 從客戶端循環發送多條數據，服務器端接收多條數據。
接下來我們創建一個新的 C# 控制臺程序。
1）創建新項目
- 打開 VS2019 ，點擊 “ 創建新項目 ”
- 選擇 “ 控制臺應用(.NET Framework) ” ，然后點擊 “ 下一步 ”。
- 編輯 “ 項目名稱 ” ，選擇程序保存位置，然后點擊 “ 創建 ”。
- 創建完畢就如下顯示。
2）編寫代碼
在控制臺上簡單輸出：
- 在 Main 函數內書寫如下的代碼（功能：連續輸出 50 行數據）。
- 編譯輸出結果。
使用 UDP 通信：
這一部分編寫一個簡單的 UDP 通信實例，下一部分寫個更復雜一點的 TCP 通信。
目前最普遍的服務模式是 C/S 模式，所以需要一個客戶端 client 和一個服務端 Server ，來實現通信。
比如我現在在我的電腦上運行一個客戶端代碼，在我室友的電腦上運行一個服務端的代碼，就可以實現通信功能。
- 在我自己的電腦上使用 VS2019 創建一個新項目 client ，并將下列代碼復制粘貼進去。（注意頭文件！！！使用網絡協議需要引入頭文件 .Net 和 .Net.Sockets）
客戶端：
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Text; using System.Threading.Tasks;namespace Client {class Program{static void Main(string[] args){//提示信息Console.WriteLine("按下任意按鍵開始發送...");Console.ReadKey();int m;//做好鏈接準備UdpClient client = new UdpClient(); //實例一個端口IPAddress remoteIP = IPAddress.Parse("10.60.202.32"); //假設發送給這個IPint remotePort = 11000; //設置端口號IPEndPoint remotePoint = new IPEndPoint(remoteIP, remotePort); //實例化一個遠程端點 for(int i = 0; i < 50; i++){//要發送的數據：第n行：hello cqjtu！重交物聯2018級string sendString = null;sendString += "第";m = i+1;sendString += m.ToString();sendString += "行：hello cqjtu！重交物聯2018級";//定義發送的字節數組//將字符串轉化為字節并存儲到字節數組中byte[] sendData = null;sendData = Encoding.Default.GetBytes(sendString);client.Send(sendData, sendData.Length, remotePoint);//將數據發送到遠程端點 }client.Close();//關閉連接//提示信息Console.WriteLine("");Console.WriteLine("數據發送成功，按任意鍵退出...");System.Console.ReadKey();}} }代碼流程：
- ①首先顯示提示信息，等待使用人員操作；
- ②做好連接準備，如：設置IP、端口號等；
- ③ for 循環發送數據；
- ④關閉端口；
- ⑤顯示提示信息，等待用戶確認退出。
在我室友的電腦上使用 VS2019 創建一個新項目 server，并將下列代碼復制粘貼進去。
服務器端：
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Net; using System.Net.Sockets; using System.Text; using System.Threading.Tasks;namespace Server {class Program{static void Main(string[] args){int result;string str = "第50行：hello cqjtu！重交物聯2018級";UdpClient client = new UdpClient(11000);string receiveString = null;byte[] receiveData = null;//實例化一個遠程端點，IP和端口可以隨意指定，等調用client.Receive(ref remotePoint)時會將該端點改成真正發送端端點 IPEndPoint remotePoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);Console.WriteLine("正在準備接收數據...");while (true){receiveData = client.Receive(ref remotePoint);//接收數據 receiveString = Encoding.Default.GetString(receiveData);Console.WriteLine(receiveString);result = String.Compare(receiveString, str);if (result == 0){break;}}client.Close();//關閉連接Console.WriteLine("");Console.WriteLine("數據接收完畢，按任意鍵退出...");System.Console.ReadKey();}} }代碼流程：
- ①做好連接準備，并設置結束標志；
- ②循環接收數據；
- ③關閉連接；
- ④顯示提示信息，等待用戶確定退出。
3）編譯結果
客戶端：
服務端：
4）抓包分析數據
- 在桌面雙擊打開之前下載的 Wireshark 。
- 由于我使用的網線連接，所以是通過以太網通信的，雙擊 “ 以太網 ”。
- 可以看到現在 Wireshark 不斷的在抓包，先點擊紅色的按鈕暫停抓包。
- 重新編譯客戶端和服務器端，先不要按下按鍵發送數據，先掛著，看下一步。
- 點擊鯊魚魚鰭的圖標，然后點擊 “ Continue without Saving ”，不保存之前抓取的包。
- 然后按鍵盤開始發送數據，發送完后，點擊 Wireshark 的紅色按鈕，停止抓包。
- 在方框內輸入 “ UDP ” 過濾包，然后就可以看到下面的信息，這些就是我發送給我室友電腦上的 50 條數據，下面開始分析這些數據，只選擇其中一條分析。
- 在抓包分析數據之前，先有一個網絡協議層的概念，主機上的數據都是從應用層→運輸層→網絡層→數據鏈路層→物理層（比特流，也就是二進制，高低電平）。
- 選中 Ethernet ，這就是數據鏈路層的幀的頭部，相應的下面藍色部分的十六進制，就是相應的幀頭部數據。
- 一個幀的頭部的主要結構是：
- 再來分析一下網絡層的 IP 包：
- 最后來看一下數據包：
可以很顯然看到，長度為 34 字節，對應的十六進制就是藍色的區域了，這就是我們要發送的數據：第n行：hello cqjtu！重交物聯2018級。
到此，一個 UDP 包就分析完了。
下面演示如何通過窗口程序使用 TCP 通信，并抓包分析一下 TCP 包。
三、Form窗口程序使用 TCP 通信
本部分內容： 用 VS2019 的 C# 編寫一個簡單的 Form 窗口程序，有一個文本框 textEdit 和一個發送按鈕 button ，運行程序后，可以在文本框里輸入文字，如 “ hello cqjtu！重交物聯2018級 ” ，點擊 button ，將這些文字發送給室友電腦或樹莓派，采用 TCP 套接字；
程序實現功能： 從客戶端發送多條數據，服務器端接收多條數據，服務器端反饋發送信息給客戶端，客戶端收到并顯示出來。
接下來，我們創建一個新的 C# Form 窗口程序。
1）創建新項目
- 選中 “ Windows 窗體應用 ” ，再點擊 “ 下一步 ”。
- 設置項目名稱、保存位置，再點擊 “ 創建 ” 。
- 創建完畢。
2）設計圖形界面
擺放控件：
- 首先往圖形界面內拖動控件并進行擺放，如下圖所示。
- 從工具箱內拖 2 個 TextBox 和 1 個 Button 控件。
注：剛拖出來的 TextBox 只能輸入一行，只能橫著拖，不能豎著拖，不用擔心，看看下面的設置屬性，就可以設計出如下的界面了。
設置消息輸入框屬性：
- 左鍵選中最下面的 TextBox ，并在右下角的屬性中找到 Font 屬性，并點擊 “ … ” 。
- 該界面內可以設置文本樣式。
- 然后在設計屬性中的(Name)這里默認的 textBox1 ，也可以更改，但不能重復，唯一標識，這是控件的編號，用于代碼編寫的時候識別，就像是身份證號一樣，不能出現中文。
- 在布局這里，Location 是指控件左上角頂點基于窗口所在的位置，Size 是指控件的長和寬，可以自行設置。
設置消息顯示界面屬性：
- 選中一個 TextBox ，并點擊黑色的小三角按鈕，可以將單行文本框設置為多行文本框。
- 添加垂直滾動條：找到 ScrollBars 屬性，設置參數為 Vertical 。
- 設置邊界樣式：找到 BorderStyle ，參數設置為 FixedSingle 。
- 編號為 textBox2 。
- 設置消息顯示界面的 TextBox 不可編輯：找到 Enabled 屬性，參數設為 False 。
除此之外，你還可以根據設置消息輸入框的文本樣式來設置消息顯示界面內的文本樣式。
設置發送消息按鈕屬性：
- 左鍵點擊選中按鈕，找到 Text 屬性，參數輸入為 “ 發送 ” ，則控件上就會顯示輸入的字樣。
- 它的唯一標識為：button1
設置窗體屬性：
- 左擊窗體選中它，在右下角的屬性中找到 Text 屬性，編輯為 “ 客戶端 ” ，然后窗體的左上角，就顯示為 “ 客戶端 ”。
- 緊接著，有個 AcceptButton 屬性，下拉框選中這個 button1 按鈕，設置完這個屬性后，當我們最后執行這個程序后，按下回車鍵 = 點擊這個按鈕。
至此，控件的一些簡單屬性就設置完畢了。
想了解控件的其它屬性可以參考：https://wenwen.sogou.com/z/q707115213.htm
你也可以設置更多的屬性，使界面更加的好看，這里就不再贅述，著重點在于代碼。
3）編寫代碼
現在來開始編寫代碼。
- 雙擊圖形界面的按鈕后，VS2019 會自動的轉到代碼編輯區域。
- 紅色方框后就是我們雙擊按鈕后，要編寫觸發事件執行過程的代碼，也就是點擊按鈕后，就會執行這個函數體。
- 在 button1_Click 函數內復制粘貼如下代碼。
代碼流程：
- 當點擊按鈕后，button1_Click 函數開始執行。
①獲取當前時間，并打印到消息顯示界面內；
②做連接服務器端的準備，如：設置IP、設置端口號、實例socket端口；
③打印連接信息，并連接服務器；
④從消息輸入框獲取字符串并按照UTF8編碼到字節數組存儲，然后發送出去。
⑤將從服務器端接收到的字節流按照UTF8解碼為字符串并存儲打印出來。
⑥關閉socket端口變量。 - 兩個 catch 是做異常情況處理，并打印到消息顯示界面內。
接下來開始編寫服務器端代碼：
注：從第三部分： “ Form窗口程序使用 TCP 通信 ” 開始至此，都是在編寫客戶端的部分，接下來我們需要編寫服務器端的代碼了。
- 根據第二部分： “ 控制臺程序使用 UDP 通信 ” 創建一個新的控制臺程序，這里就不再演示了。
- 復制下面 main 函數內的代碼，并粘貼進你自己的 main 函數體內。
4）編譯客戶端和服務器端
客戶端：
服務器端：
GIF動畫顯示：
- 然后在客戶端內輸入信息，并點擊 “ 發送 ” 按鈕或者按回車鍵發送消息，服務器端顯示客戶端發來的消息，并做回復（由于使用的 GIF 制作動態圖，顯示不同步，自己試驗結果的時候可以對照來看），然后服務器端處理完消息后，進入下一個準備接收階段。
客戶端：
服務器端：
發送多個消息后的結果：
客戶端：
服務器端：
5）抓包分析數據
- 按照第二部分的抓包步驟來，開始抓包。
- 下面這幾個包就是我發送給我室友電腦上的信息了。
- 以及室友電腦的客戶端反饋給我的信息。
-
再來看一下 UDP 包和 TCP 包的區別。
UDP：
第三行：Internet Protocl Version 4：IPv4協議
第四行：User Datagram Protocol：UDP協議
TCP：
第三行：Internet Protocl Version 4：IPv4協議
第四行：Transmission Control Protocol：TCP協議 -
它們的區別也就在于第四行，第三行都是 IPv4 協議。
-
這個 ip 包頭也是 45 00 開頭，對比一下第二部分對 ip 包的分析，這個 ip 包頭也是 45 00 開頭，所以一個 ip 包的前兩個字節一定是 45 00 。
-
生存期也是 128 ，一個包的生存期基本上都是默認的數值 128 ，而這里的協議號是 6 ，這就是 TCP 的協議號，第二部分的協議號是 17 ，是 UDP 的。
其余的數據和第二部分抓取的數據包差不多了，這里不再贅述了。
至此本文章就差不多結束了。
四、總結
通過本篇文章，學會了如何使用 UDP/TCP 套接字進行網絡通信，這都是基于 C/S 模式，一個客戶端，一個服務器端，在使用套接字的時候，端口號、IP地址是必不可缺的，缺一不可，如果你覺得本篇文章還可以的話，謝謝點個贊。
五、參考資料
1、C#套接字編程實例UDP/TCP通信
2、網絡編程之UDP套接字
3、c# 實現簡單udp數據的發送和接收
4、IP報頭結構
總結
以上是生活随笔為你收集整理的C#使用TCP/UDP协议通信并用Wireshark抓包分析数据的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： github和dockerhub制作k8
- 下一篇： C#参考资料