C Sharpとネットワーク - TCP Client

概要

TCP (Transmission Control Protocol) は、インターネットプロトコルスイートの中核をなす通信プロトコルの1つである。
TCPは信頼性の高い通信を提供する強力なプロトコルであり、C#の豊富なネットワーキングAPIと組み合わせることで、効率的なネットワークアプリケーションの開発が可能になる。

C#においても、TCPを利用したネットワークプログラミングは重要な位置を占めている。

TCPの主な特徴は、信頼性の高い通信を提供することである。
これは、データの送受信を確実に行い、パケットの損失や重複、順序の入れ替わりを防ぐ機能を持っているためである。

また、フロー制御や輻輳制御の仕組みも備えており、ネットワークの状況に応じて通信速度を調整する。

C#でTCP通信を実装する場合は、主にSystem.Net.Sockets名前空間を使用する。
この名前空間には、TcpClientクラスやTcpListenerクラス等が含まれており、これらを使用してクライアントとサーバの通信を簡単に実装できる。

TcpClientクラスを使用すると、サーバへの接続やデータの送信が可能になる。
TcpListenerクラスは、サーバ側でクライアントからの接続を待ち受けるために使用する。

実際の通信では、ストリームを介してデータのやり取りを行う。
NetworkStreamクラスを使用して、接続したソケットからデータを読み書きする。
これにより、テキストやバイナリデータを効率的に送受信することができる。

C#でTCP通信を実装する場合は、非同期プログラミングの手法を活用することが推奨される。
BeginConnectメソッドやBeginAcceptメソッド等を使用するこにより、アプリケーションの応答性を向上させることができる。

セキュリティ面では、SSL / TLS証明書を使用して通信を暗号化することが可能である。
C#では、SslStreamクラスを使用してこれを実現することができる。

また、接続の確立、切断、タイムアウトの処理、エラーハンドリング等を適切に実装することにより、安定したネットワークアプリケーションを開発することができる。

サンプルコード

 public void tcpConnectAndSend()
 {
    var ip = "localhost";
    var port = 8888;
 
    client.Connect(ip, port);
 
    try
    {
       using (System.Net.Sockets.NetworkStream ns = client.GetStream())
       {
          ns.ReadTimeout   = 1000;
          ns.WriteTimeout  = 1000;
          byte[] sendBytes = Encoding.UTF8.GetBytes("message: hoge");
          ns.Write(sendBytes, 0, sendBytes.Length);
       }
     }
     catch (IOException e)
     {
        // 送信失敗
     }
 }