第04章 套接字与数据流

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socket tcp会话原理

socket tcp会话原理

Socket TCP会话原理一、概述1.1 Socket概念Socket(套接字)是网络通信的基础,它是网络通信的端点,能够实现不同主机之间的数据传输。

1.2 TCP协议TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议,它提供了可靠的数据传输和对数据包进行排序和错误校正的功能。

二、TCP会话建立2.1 三次握手2.1.1 第一次握手:客户端发送SYN报文,告诉服务端客户端想要连接。

2.1.2 第二次握手:服务端接收到客户端的SYN报文后,发送SYN+ACK报文,告诉客户端已经收到请求,愿意接受连接。

2.1.3 第三次握手:客户端接收到服务端的SYN+ACK报文后,发送ACK报文确认,表示连接建立成功。

2.2 会话数据传输在TCP会话建立成功后,双方可以进行数据的传输,数据包会通过网络传输到目的地,并且在接收端按序组装成完整的数据流。

三、TCP会话终止3.1 四次挥手3.1.1 第一次挥手:客户端发送FIN报文,表示数据发送完毕。

3.1.2 第二次挥手:服务端接收到FIN报文后,发送ACK报文,表示收到了客户端的结束信号。

3.1.3 第三次挥手:服务端发送FIN报文,表示服务端数据发送完毕。

3.1.4 第四次挥手:客户端接收到服务端的FIN报文后,发送ACK报文,表示收到了服务端的结束信号。

四、TCP会话的特点4.1 可靠性TCP提供了可靠的数据传输,通过序列号、确认和重传机制来确保数据的正确性和完整性。

4.2 有序性TCP会话可以保证数据包的有序到达,不会出现数据包乱序的情况。

4.3 全双工TCP会话是全双工的,双方可以同时进行数据的发送和接收,实现真正的双向通信。

五、TCP会话的应用5.1 网络通信TCP会话被广泛应用于各种网络通信场景,如HTTP、FTP等应用层协议都是基于TCP协议的。

5.2 远程登入SSH等远程登入工具使用TCP会话来建立客户端与服务端之间的连接,实现远程管理和操作。

套接字编程基本原理讲解

套接字编程基本原理讲解

套接字编程原理一、客户机/服务器模式在网络中最常用的通信模式是客户机/服务器模式(Client/Server模式或C/S模式)。

服务器方要先启动,并监听指定端口,等待客户端的请求,根据客户端的请求提供相应服务。

二、基本套接字一般来说,要进行网络通信,必须要在网络的每一端都要建立一个套接字,两个套接字之间是可以建立连接的,也是可以无连接的,并通过对套接字的“读”、“写”操作实现网络通信功能。

类似于文件的打开、读、写、关闭的方式。

套接字有三种类型:数据流套接字(SOCK_STREAM):对应TCP协议。

数据报套接字(SOCK_DGRAM):对应UDP协议。

原始套接字(SOCK_RAW)。

通过使用原始套接字,可以将网卡设为混杂模式。

并且可以捕获到的数据包不仅仅是单纯的数据信息,而是包含有IP头、TCP头等信息头的最原始的数据信息,这些信息保留了它在网络传输时的原貌,通过对这些在低层传输的原始信息的分析可以得到更多网络的信息。

一个完整的网间通信需要一个五元组来标识:(协议,本地地址,本地端口号,远地地址,远地端口号)三、基本套接字系统调用为了更好地说明套接字编程原理,下面给出几个基本套接字系统调用说明。

1.创建套接字──socket()应用程序在使用套接字前,首先必须拥有一个套接字,系统调用socket()向应用程序提供创建套接字的手段,其调用格式如下:SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol);参数af:指定通信发生的区域,UNIX系统支持的地址族有:AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等,而DOS、WINDOWS中仅支持AF_INET,它是互连网区域。

参数type:描述要建立的套接字的类型。

参数protocol:说明该套接字使用的特定协议,如果调用者不希望特别指定使用的协议,则置为0,使用默认的协议。

根据这三个参数建立一个套接字,并将相应的资源分配给它,同时返回一个整型套接字号。

socket套接字的概念

socket套接字的概念

socket套接字的概念套接字(socket)是网络编程中的一个重要概念,用于在不同节点之间建立通信连接,实现数据的传输和通信的实时交互。

下面我们从以下几个方面来介绍套接字的概念及其作用。

一、套接字的定义和作用套接字是一种抽象数据类型,用于表示一个网络通信的端点,可以理解为给应用程序提供了一种接口,使其能够通过网络与其他应用程序进行通信。

套接字是应用层与传输层间交互的一种方式,它提供了一种可靠的、面向连接的、双向数据传输的网络通信服务。

二、套接字的类型由于套接字在不同情况下有不同的用途,因此其类型也有所差异。

在Unix系统中,套接字一般分为以下几种类型:1. 流式套接字(SOCK_STREAM):基于TCP协议,提供面向连接的可靠数据传输服务。

它是一种面向字节流的套接字类型,可用于实现长连接。

2. 数据报套接字(SOCK_DGRAM):基于UDP协议,提供无连接的、不可靠的数据传输服务。

它是一种面向数据包的套接字类型,可用于实现短连接或者需要时间敏感的场景。

3. 原始套接字(SOCK_RAW):提供完全自由的数据包传输服务,在传输层及以下各层的数据包都可以被访问到。

它可以用于网络协议的实现及测试。

4. 信号套接字(SOCK_SEQPACKET):提供可靠的面向连接的数据传输服务,接收方只能够依次按短的数据包与发送方通信,保证数据的有序性。

三、套接字的编程接口套接字编程接口提供了开发人员在应用程序中使用网络通信技术的一套标准API,其主要包括以下几个方面:1. 套接字的创建和销毁:通过socket函数创建套接字,然后使用close 函数释放套接字资源。

2. 套接字的命名:使用bind函数将套接字与本地的IP地址和端口号进行绑定。

3. 套接字的连接:使用connect函数将套接字连接到远程主机的IP地址和端口号。

4. 数据的读取和写入:使用read和write函数进行数据的收发操作。

5. 套接字的监听:使用listen函数将套接字置于被动监听状态,等待远程客户端的连接请求。

网络应用技术开篇-第04章 传输层协议TCP和UDP

网络应用技术开篇-第04章 传输层协议TCP和UDP




135端口:135端口主要用于使用RPC(Remote Procedure Call, 远程过程调用)协议并提供DCOM(分布式组件对象模型)服务。 冲击波病毒利用RPC漏洞攻击,利用错误格式处理不正确的消息 造成的。 137、138、139端口:NETBIOS Name Service :其中137、 138是UDP端口,当通过网上邻居 传输文件时用这个端口。只需要向 这端口发个请求,就可以获得该计 算机名称,用户名IIS是否在运行。 139端口: NETBIOS Session Service 图获得NetBIOS/SMB服务。这个协 议被用于windows文件和打印机共 享和SAMBA。 443端口:Https 网页浏览端口,能 提供加密和通过安全端口传输的另一 种HTTP,作用同139完全相同。


3.利用UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工 作
UDP封装
以太网帧
帧头
IP报头
UDP报头
UDP数据
校验码
UDP报文
IP数据报 帧是给传输过程中交换设备阅读的,IP数据报是给路由器阅读的,UDP报文 是给传输路径的两端的主机阅读的
UDP的端口

UDP使用端口对给定主机上的多个目标进行区分 TCP和UDP各自拥有自己的端口号
TCP中的序列编号

TCP将数据流作为组合成段的字节序列传送 为每一个字节分配一个唯一的序列编号 第一个字节的序列编号是在连接建立开始时确定的 每个TCP报的序列编号是分配给段中的数据的第一 个字节的序列编号
源主机 目的主机
81 80 79 SEQ79
78 77 76 75 74 SEQ74
TCP提供的服务

套接字通信过程

套接字通信过程

套接字(Socket)通信是一种网络通信协议,它允许不同的计算机或设备之间进行数据交换。

套接字通信的过程可以分为以下几个步骤:1. 建立连接:首先,双方需要通过某种方式(如TCP协议、UDP协议等)建立通信连接。

这个过程需要指定通信的端口号、IP地址等信息,以确保双方可以找到彼此并进行通信。

2. 发送数据:一旦建立了连接,就可以开始发送数据了。

发送方需要将数据打包成适当的数据格式,并通过套接字发送到对方。

这个过程需要遵循一定的数据传输协议,以确保数据能够正确地被对方接收。

3. 接收数据:对方收到数据后,会将其解包并返回给发送方。

这个过程需要保证数据的完整性,以避免数据丢失或损坏。

4. 关闭连接:当通信结束后,双方需要关闭连接以释放资源。

关闭连接的方式可以是主动断开连接,也可以是等待对方断开连接。

下面是一个简单的套接字通信过程的示例:(1)客户端程序创建一个套接字并连接到服务器。

(2)客户端程序向服务器发送一条消息,消息包含一些数据和请求。

(3)服务器接收到消息后,将其解析并执行相应的操作,然后将结果返回给客户端程序。

(4)客户端程序接收到结果后,将其打包成适当的数据格式并发送回给服务器。

(5)服务器收到消息后,将其解包并存储起来,然后关闭连接。

需要注意的是,套接字通信的过程可能会涉及到多线程、异步通信等复杂的问题,需要根据具体的应用场景和需求进行设计和实现。

此外,为了保证通信的安全性和可靠性,还需要考虑使用加密算法、身份验证、数据校验等技术手段。

总之,套接字通信是一种非常灵活和强大的网络通信方式,它可以让不同的计算机或设备之间进行高效的数据交换和协作。

在实际应用中,需要根据具体的需求和场景选择合适的套接字协议和实现方式,以确保通信的可靠性和安全性。

简述socket的基本概念和原理

简述socket的基本概念和原理

一、Socket的基本概念Socket(套接字)是计算机网络中进程间通讯的一种方式。

它是应用层和传输层之间的接口,可用于在同一台计算机或不同计算机之间进行通讯。

在计算机网络中,Socket是这样一种抽象:它模拟了传统的插座,允许进程通过网络发送和接收数据。

1. 基本概念Socket是网络通讯中的一种机制,它允许一个应用程序发出通讯请求而不必了解网络的详细内部工作原理。

在计算机网络的通讯过程中,通常会涉及到两端的通讯,即客户端和服务器端。

而Socket就是客户端和服务器端进行通讯的一种方式。

2. 通讯过程通常来说,Socket通讯过程包括创建Socket对象、连接服务器、发送数据、接收数据以及关闭连接等步骤。

二、Socket的原理Socket的原理主要涉及到网络通讯过程中的一些核心概念和基本工作原理。

1. 套接字位置区域在网络通讯中,套接字位置区域用于标识网络上的通讯实体。

它由IP 位置区域和端口号组成,用于唯一标识一个通讯实体。

2. 通讯协议通讯协议是网络通讯中的一种规则,它定义了数据如何在网络上进行传输。

常见的通讯协议包括TCP、UDP等。

3. 通讯模式通讯模式是Socket通讯中的一种工作模式,包括面向连接的通讯和面向无连接的通讯。

4. 数据传输数据传输是Socket通讯中的核心环节,它包括数据的发送和接收两个步骤。

在数据传输过程中,需要考虑数据的可靠传输、数据的完整性以及数据的实时性等问题。

5. 套接字编程套接字编程是指在应用程序中使用Socket对网络进行编程操作。

开发者可以通过套接字编程实现自定义的网络通讯功能,从而实现各种复杂的网络应用。

三、总结Socket作为计算机网络中的重要通讯机制,在实际的网络应用中扮演着重要的角色。

了解Socket的基本概念和原理,有助于我们更好地理解网络通讯的工作原理,从而为开发更复杂、更稳定的网络应用奠定基础。

希望本文所述的内容能够帮助读者更深入地了解Socket,为日后的网络编程工作提供参考。

socket函数的三个参数

socket函数的三个参数

socket函数的三个参数Socket函数是在网络编程中常用的函数之一,它用于在主机之间建立通信连接。

在使用Socket函数时,我们需要传递三个参数,分别是地址族(Address Family)、套接字类型(Socket Type)和协议(Protocol)。

这三个参数决定了Socket函数的行为和功能,下面将详细介绍每个参数的作用和用法。

一、地址族(Address Family)地址族是指网络中主机的地址类型,常用的地址族有IPv4和IPv6。

在Socket函数中,我们可以使用常量AF_INET表示IPv4地址族,使用常量AF_INET6表示IPv6地址族。

地址族的选择取决于网络环境和需求,例如在IPv4网络中,我们需要使用AF_INET来创建套接字。

二、套接字类型(Socket Type)套接字类型是指套接字的工作方式和特性,常用的套接字类型有流套接字(SOCK_STREAM)和数据报套接字(SOCK_DGRAM)。

流套接字提供面向连接的可靠通信,适用于需要传输大量数据且要求可靠性的场景。

数据报套接字则是无连接的,适用于短小的消息传输。

在Socket函数中,我们可以使用常量SOCK_STREAM来创建流套接字,使用常量SOCK_DGRAM来创建数据报套接字。

三、协议(Protocol)协议是指数据在网络中传输时的规则和约定,常用的协议有TCP和UDP。

TCP协议提供可靠的、面向连接的通信,适用于需要确保数据完整性和顺序的场景。

UDP协议则是无连接的,不保证数据的可靠性和顺序。

在Socket函数中,我们可以使用常量IPPROTO_TCP来创建基于TCP协议的套接字,使用常量IPPROTO_UDP来创建基于UDP 协议的套接字。

在使用Socket函数时,我们需要根据具体的需求选择合适的地址族、套接字类型和协议。

例如,如果我们需要在IPv4网络中建立可靠的连接,并传输大量数据,可以使用如下代码创建一个TCP套接字:```int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);```这个代码中,socket函数的第一个参数指定了地址族为IPv4,第二个参数指定了套接字类型为流套接字,第三个参数指定了协议为TCP。

什么叫套接字

什么叫套接字

什么叫套接字
名词解释:源IP地址和⽬的IP地址以及源端⼝号和⽬的端⼝号的组合称为套接字。

其⽤于标识客户端请求的服务器和服务。

套接字,是⽀持的⽹络通信的基本操作单元,可以看做是不同主机之间的进程进⾏双向通信的端点,简单的说就是通信的两⽅的⼀种约定,⽤套接字中的相关函数来完成通信过程。

如何标⽰⼀个主机上的特定进程呢?使⽤IP:PORT,即IP地址和端⼝号,⼀般地说,每个进⾏⽹络通信的应⽤程序都要占⽤主机上的⼀个端⼝。

举个例⼦,使⽤TCP进⾏通信,需要建⽴连接,⽐如主机A上的进程a和主机B上的进程b进⾏通信,A、B之间的连接如何标⽰?使⽤四元组<A的IP,a所占⽤的端⼝,B的IP,b所占⽤的端⼝>
IP:PORT就确定了⼀个socket,在⼀个TCP连接中,她就像⼀个插⼝,注意,叫做插⼝,套接字也就是类似的意思。

你把应⽤程序插⼊到这个插座,就可以和连接的另外⼀⽅对话了。

⾄于socket命名,是有历史由来的,不过我们学⽹络编程,其实不必纠结于此,so it is just a name。

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4.1 套接字(续)
Socket构造函数的三个参数中,对于网络上的IP通信来说, AddressFamily总是使用AddressFamily.InterNetwork枚举 值。而SocketType参数则与ProtocolType参数配合使用, 不允许其他的匹配形式,也不允许混淆匹配。下表列出了可 用于IP通信的组合。
4.Socket使用场合 编写基本TCP或UDP应用程序时,可以直接使用 Socket类实现,通常用Tcplistener、TcpClient 和UdpClient类。 编写自定义的新协议程序时,只能使用Socket类 实现
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4.1.1 面向连接的套接字
IP连接领域有两种通信类型:
面向连接的(connection-oriented)通信
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4.1 套接字(续)
.NET Framework中的.Sockets命名空间下 的Socket类可以实现套接字。 一个Socket实例包含了一个本地或者一个远程端点(IP+p ort)的套接字信息。 使用Socket类编程,由于很多细节都需要自己考虑,相 对来说复杂一些,易出错。一般对套接字编程比较熟悉 的人,或者使用非标准协议(自定义的新协议)进行编 程的时候,才使用Socket类。
RemoteEndPoint属性:套接字远程EndPoint对 象
3.Socket类的常用方法 Accept方法:为新建连接创建新的 Socket Bind方法:与本地端点关联
Listen方法:在指定的端口监听
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4.1 套接字(续)
3.Socket类的常用方法 Send方法:发送数据 Receive方法:接收数据 Shutdown方法:关闭会话 Close方法:关闭Socket对象
服务器端和客户端可以不开辟线程直接通信,也可以 开辟线程进行通信; 开辟线程实现时: 服务器端(1~2个线程)
面向连接套接字编程——具体代码实现
2. 发送、接收信息(客户端)
//建立连接成功后,向服务器发送信息 string sendMessage = "client send Message Hello"+DateTi me.Now; localSocket.Send(Encoding.ASCII.GetBytes(sendMessag e)); Console.WriteLine("向服务器发送消息:{0}", sendMessage); //接收服务器信息 byte[] result = new Byte[1024]; localSocket.Receive(result); Console.WriteLine("接收服务器消息:{0}", Encoding.ASCII. GetString(result));
Байду номын сангаас
面向连接套接字编程——具体代码实现
1.建立连接(客户端)
IPAddress remoteHost = IPAddress.Parse("192.16 8.0.1"); IPEndPoint iep = new IPEndPoint(remoteHost, 118 0);
Socket localSocket = new Socket(AddressFamily.I nterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType. Tcp); localSocket.Connect(iep);
SocketType ProtocolType 说明
Dgram Stream Raw Raw
Udp Tcp Icmp Raw
无连接通信 面向连接的通信 Internet控制报文协议 简单IP包通信
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4.1 套接字(续)
2.Socket类的常用属性 Connected属性:是否连接 LocalEndPoint属性:套接字本地EndPoint对象
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4.1 套接字(续)
(3)protocolType
protocolType指定Socket使用的协议,该参数使用Pr otocolType枚举指定使用哪种协议。例如:
ProtocolType.Tcp表明Socket使用的协议是TCP ProtocolType.Udp表明Socket使用的协议是UDP ProtocolType.IP表明Socket使用的协议是IP 详细见课本表4-3
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4.1 套接字(续)
1. Socket对象的创建
Socket类的构造函数: public Socket( AddressFamily addressFamily, SocketType socketType, ProtocolType protocolType); 参数含义: (1)addressFamily addressFamily表示网络类型,该参数使用Addres sFamily枚举指定Socket使用的寻址方案。 例如AddressFamily.InterNetwork表示IP版本4的地址。
同步TCP编写服务器端程序的一般步骤为:
1) 创建一个包含采用的网络类型、数据传输类型和协议类 型的本地套接字对象,并将其与服务器的IP地址和端口 号绑定。这个过程通过Socket类实现。 2) 在指定的端口进行监听,以便接受客户端连接请求。
3) 一旦接受了客户端的连接请求,就根据客户端发送的连 接信息创建与该客户端对应的Socket对象。 4) 根据创建的Socket对象,分别与每个连接的客户进行 数据传输。 5) 根据传送信息情况确定是否关闭与对方的连接。
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面向连接套接字编程——具体代码实现
3.断开连接 通信完成后,必须先用Shutdown方法停止会话,然后关闭
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Socket实例 。
例如:
serverSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both); serverSocket.Close();
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4.1.1 面向连接的套接字(续)
4.1 套接字(Socket)
套接字是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单 元。可以将套接字看作不同主机间的进程进行双向通 信的端点。
对于UDP协议尽管两个进程之间没有建立连接,但
是也同样存在发送端点和接收端点,也同样使用套接
字的概念。
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4.1 套接字(续)
套接字的类型有:
1. 流式套接字:提供了面向连接的、可靠的、数据无错并且无 重复的数据发送服务,而且接收数据的顺序和发送数据的顺 序是相同的。流式套接字用来实现TCP通信。 2. 数据报套接字:提供了面向无连接的服务,它以独立的数据 包形式发送数据(数据包长度不能大于32KB),不提供正确性 检查,也不保证各数据包的发送顺序和接收顺序相同 ,因 此,可能出现数据的重发、丢失等现象。数据报套接字用来 实现UDP通信。 3. 原始套接字:用于直接访问协议的较低层。常用于检验新的 协议实现或访问现有服务中配置的新设备,一般不提倡直接 使用原始套接字。原始套接字用来实现IP数据包通信。
无连接的(connectionless)通信
面向连接套接字编程有三个步骤:
1. 服务器与客户端建立连接(建立连接阶段) 2. 服务器与客户端之间收发消息(收发消息阶段) 3. 断开连接,关闭套接字(断开连接阶段)
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1、建立连接阶段
套接字之间的连接过程可以分为三个步骤: 服务器监听:服务器套接字并不定位具体的客户端套 接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态。 客户端请求:由客户端的套接字提出连接请求,要连 接的目标是服务器的套接字。客户端必须指出服务器 套接字的地址和端口号,然后再向服务器套接字提出 连接请求。
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第4章 套接字与数据流
4.1 套接字
4.1.1 面向连接的套接字 4.1.2 无连接的套接字
4.2 数据流
4.2.1 文件流 4.2.2 内存流 4.2.3 网络流 4.2.4 StreamWriter与StreamReader类 4.2.5 BinaryReader与BinaryWriter类
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4.1.1 面向连接的套接字
服务器
1.创建本地Socket 2.调用Bind方法绑定到本 地端点 客户端 1.创建本地Socket
3.在指定端口监听Listen
4.Accept() 5.收发数据 6.Close()
2.Connect连接请求
3.收发数据 4.Close()
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4.1.1 面向连接的套接字
面向连接的套接字编程举例(控制台应用程序)
一对一通信举例
课堂演示(书上代码组合)
一对多通信举例
【例题4-1】使用同步Socket实现客户端与服务器端 的消息通信。其中,服务器可以与多个客户端通信 ,并随时接收客户端发送的消息。
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4.1.1 面向连接的套接字(续)
一对一通信(Socket实现控制台应用程序)
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4.1.1 面向连接的套接字
使用同步TCP编写客户端程序的一般步骤为:
1) 创建一个包含传输过程中采用的网络类型、数据传 输类型和协议类型的Socket对象。
2) 与远程服务器建立连接。 3) 与服务器进行数据传输。 4) 完成工作后,向服务器发送关闭信息,并关闭与服 务器的连接。
面向连接套接字编程——具体代码实现
1.建立连接(服务器)
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IPHostEntry local = Dns.GetHostByName(Dns.GetHost Name());
IPEndPoint iep = new IPEndPoint(local.AddressList[0], 1180); Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.Int erNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp); localSocket.Bind(iep); localSocket.Listen(10); Socket clientSocket = serverSocket .Accept();
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