最近在写一个音频通信的系统,因为需要还要处理其他事件,所以就自己设计底层的通信协议,用了不少底层的Socket编程(.Net Framework),搞清楚了不少细节问题。

先做一些铺垫工作。音频系统服务器需要给所有的客户端发送音频。服务器端要记录下连接的客户端的IPEndPoint(也就是IP+端口号),然后会对所有连接的客户端群发。因为客户端很可能是在NAT后的,所以不可能直接用向某个地址的Udp客户端发送连接。所以客户端需要把第一条消息发送给服务器端,NAT服务器就会打开一个口,允许服务器端向这个客户端发送包(这就是最简单的所谓的“Udp打洞”技术)。当然这个端口不会一直保留,一般不用的话很快就会被关闭。不过传输实时音频一般都会连续使用的,所以不用太担心这个问题。

所以客户端先要向服务器发送一条消息,服务器端看到这是要求接受的消息后,就会把获得的IPEndPoint加到群发列表中。服务器端的监听UdpClient要Bind到一个端口,它只需要考虑接受消息。另一个UdpClient来发送消息,而这个不指定发送目标也没有绑定到端口的UdpClient,需要在发送时指定消息目标,或者用Connect方法,来指定某个默认目标。服务器端因为要向不同的目标发送,所以不用Connect。

但是客户端的UdpClient却需要首先作为发送端,然后再作为接受端。因为在发起第一个发送的时候,操作系统会自动选取一个端口号,因此我们就希望客户端能在此监听。但是客户端发送时只跟服务器的某个IPEndPoint通信,所以一开始我就用Connect连接到服务器的IPEndPoint。几乎所有的文档都说,Connect基本不做什么事情,它只是设置Send的默认接收端,免去每次发送都指定接收端的麻烦。但是Connect其实还做了一件事,导致客户端接收不到服务器发送过来的消息。是什么呢?

因为Connect把该UdpClient所能接受的消息来源限制为所连接的接受端。但是服务器端的发送却是另一个UdpClient执行的,它的端口号是由系统随机分配的,而不是监听消息的UdpClient。所以客户端的UdpClient就不能接受到这个消息。所以这种需要连接一个UdpClient,却需要接受另一个UdpClient消息的情况,就不能使用Connect了。解决的办法是直接使用SendTo(Socket方法)或者UdpClient指定目的的Send方法的重载。

但是能够用同一个正在Receive的UdpClient同时发送数据吗?按说应该可以,但是没有试验过,有经验的大牛直接告诉我得了。而且对于使用了线程的服务器来说(使用.Net的异步编程模型潜在使用了线程池),用一个UdpClient来做所有的工作,总是担心会出现并发访问问题,或者出现并发导致的效率损失。所以为了保险起见,还是各做各的事比较好。

如果在局域网,或者以后大家都用IPv6,就没有这些复杂的问题,直接客户端开一个端口监听就行了。服务器只要知道IP,就可以向默认的端口发送消息。多么美好的景象!

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