2025-03-21 Unity 网络基础3——TCP网络通信准备知识

1 IP/端口类

​ 要进行网络通信，首先需要找到对应设备，IP和端口号是定位网络中设备必不可少的关键元素。

​ C# 中提供了对应的 IP 和端口相关的类来声明对应信息。

1.1 IPAddress

• 命名空间：System.Net
• 类名：IPAddress

// 1.用 byte 数组进行初始化
byte[] ipAddress = new byte[] { 118, 102, 111, 11 };
IPAddress ip1 = new IPAddress(ipAddress);// 2.用 long 长整型进行初始化
//   4 字节对应的长整型，一般不建议使用
//   76, 66, 6F, 0B 对应 10 进制下的 118, 102, 111, 11
IPAddress ip2 = new IPAddress(0x76666F0B);// 3.推荐使用的方式，使用字符串转换
IPAddress ip3 = IPAddress.Parse("118.102.111.11");

​ **特殊 IP 地址：**127.0.0.1 代表本机地址。

1.2 IPEndPoint

​ IPEndPoint 类将网络端点表示为 IP 地址和端口号，是 IP 地址和端口号的组合。

• 命名空间：System.Net
• 类名：IPEndPoint

// 1.用 4 子节长整型 ip 与端口号初始化
IPEndPoint ipPoint = new IPEndPoint(0x79666F0B, 8080);// 2.用 IPAddress 与端口号初始化，推荐使用
IPEndPoint ipPoint2 = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("118.102.111.11"), 8080);

2 域名解析

​ IP 地址记忆困难，为了方便记忆，采用域名来代替 IP 地址标识站点地址。比如登录百度网页时，通过域名 “www.baidu.com”进行登录，而不是记录复杂的 IP 地址。

​ 域名解析即域名到 IP 地址的转换过程，也称域名指向、服务器设置、域名配置以及反向 IP 登记等。域名解析工作由 DNS（Domain Name System）服务器完成。

​ 域名系统（Domain Name System，DNS）是互联网的一项服务，是将域名和 IP 地址相互映射的分布式数据库，能够更方便地访问互联网。

2.1 IPHostEntry

​ 该类不会主动声明，而是作为某些方法的返回值返回信息。

​ 主要通过该类对象获取返回的信息。

• 命名空间：System.Net
• 类名：IPHostEntry
• 主要作用：域名解析后的返回值 可以通过该对象获取 IP 地址、主机名等信息。

namespace System.Net
{public class IPHostEntry{public IPAddress[] AddressList { get; set; } // 关联 IPpublic string[] Aliases { get; set; }  // 主机别名列表public string HostName { get; set; } // DNS 名称}
}

2.2 Dns

​ 主要作用：提供静态方法，根据域名获取 IP 地址。

• 命名空间：System.Net
• 类名：Dns

同步加载

using System.Net;public class Lesson2 : MonoBehaviour
{private void Start(){// 1.获取本地系统的主机名print(Dns.GetHostName());// 2.同步获取指定 IP 地址的 DNS 信息var entry = Dns.GetHostEntry("www.baidu.com"); // 网页端口号默认为 80foreach (var ip in entry.AddressList){print("ip: " + ip);}foreach (var alias in entry.Aliases){print("alias: " + alias);}print("DNS 服务器名称: " + entry.HostName);}
}

异步加载

using System.Net;public class Lesson2 : MonoBehaviour
{private void Start(){// 1.获取本地系统的主机名print(Dns.GetHostName());// 2.异步获取指定 IP 地址的 DNS 信息GetHostEntryAsync();}private async void GetHostEntryAsync(){var entry = await Dns.GetHostEntryAsync("www.baidu.com");foreach (var ip in entry.AddressList){print("ip: " + ip);}foreach (var alias in entry.Aliases){print("alias: " + alias);}print("DNS 服务器名称: " + entry.HostName);}
}

3 序列化与反序列化

​ 在网络通信中，需要将传递的类对象信息序列化为 2 进制数据（商业游戏中，一般为 byte 字节数组），再将该 2 进制数据通过网络传输给远端设备，远端设备获取到该 2 进制数据后再将其反序列化为对应的类对象。

• 序列化：将类对象信息转换为可保存或传输的格式的过程。

• 反序列化：与序列化相反，将保存或传输过来的格式转换为类对象的过程。

网络通信中常用内容：

1. BitConverter：主要用于处理各类型和字节数组间的相互转换。
2. Encoding：主要用于处理字符串类型和字节数组间的相互转换。
3. File：文件操作类，用于操作文件。
4. FileStream：文件流类，以流的形式进行文件存储读取操作。
5. MemoryStrem：内存流对象。
6. 加密：了解 2 进制数据加密的常用手段和思路。

​ BinaryFormatter 类可以将 C# 类对象快速转换为字节数组数据。

​ 在网络开发时，不会使用 BinaryFormatter 进行数据序列化和反序列化。因为客户端和服务端的开发语言多数情况下不同，BinaryFormatter 序列化的数据无法兼容其它语言。

​ 若保证开发语言均为 C#，可以使用 BinaryFormatter，参考链接：2023-05-27 Unity 2进制4——类对象的序列化与反序列化_unity 二进制序列化-CSDN博客。

3.1 序列化

3.1.1 内置类型 -> 字节数组

• 关键类：BitConverter
• 所在命名空间：System
• 主要作用：除字符串的其它常用类型和字节数组相互转换。

using System;
using System.Text;public class Lesson3 : MonoBehaviour
{private void Start(){var bytes = BitConverter.GetBytes(1); // 将 1 转为 byte 数组}
}

3.1.2 字符串 -> 字节数组

• 关键类：Encoding
• 命名空间：System.Text
• 主要作用：将字符串类型和字节数组相互转换，并且决定转换时使用的字符编码类型。网络通信时建议使用 UTF-8 类型。

using System;
using System.Text;public class Lesson3 : MonoBehaviour
{private void Start(){var bytes2 = Encoding.UTF8.GetBytes("hello world"); // 将 "hello world" 转为 byte 数组}
}

3.1.3 类对象 -> 字节数组

​ 以如下自定义类为例：

public class PlayerInfo
{public int    Lev;public string Name;public int    Exp;public bool   Sex;
}

1. 明确字节数组的容量

   对于 string 类型，除了存储字符串内容，还需要先存储其长度。

   否则，反序列化时无法确定后续成员的索引位置。

   var bytesLength = sizeof(int) +                         // Lev：int 类型，占用 4 个字节sizeof(int) +                         // Name Length：int 类型，占用 4 个字节Encoding.UTF8.GetBytes(Name).Length + // Name：string 类型，占用 Name.Length 个字节sizeof(int) +                         // Exp：int 类型，占用 4 个字节sizeof(bool);                         // Sex：bool 类型，占用 1 个字节
   

2. 申明装载信息的字节数组容器

   var playerBytes = new byte[bytesLength];
   

3. 将对象信息转为字节数组，放入该容器中

   CopyTo 方法的第二个参数代表从容器的第几个位置开始存储。

   var offset = 0;// Lev
   BitConverter.GetBytes(Lev).CopyTo(playerBytes, offset);
   offset += sizeof(int);// Name
   var strBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(Name);
   BitConverter.GetBytes(strBytes.Length).CopyTo(playerBytes, offset); // 存储长度
   offset += sizeof(int);
   strBytes.CopyTo(playerBytes, offset); // 存储内容
   offset += strBytes.Length;// Exp
   BitConverter.GetBytes(Exp).CopyTo(playerBytes, offset);
   offset += sizeof(int);// Sex
   BitConverter.GetBytes(Sex).CopyTo(playerBytes, offset);
   offset += sizeof(bool);
   

​ 完整代码：

public class PlayerInfo
{public int    Lev;public string Name;public int    Exp;public bool   Sex;public byte[] GetBytes(){var bytesLength = sizeof(int) +                         // Lev：int 类型，占用 4 个字节sizeof(int) +                         // Name Length：int 类型，占用 4 个字节Encoding.UTF8.GetBytes(Name).Length + // Name：string 类型，占用 Name.Length 个字节sizeof(int) +                         // Exp：int 类型，占用 4 个字节sizeof(bool);                         // Sex：bool 类型，占用 1 个字节var playerBytes = new byte[bytesLength];var offset = 0;// LevBitConverter.GetBytes(Lev).CopyTo(playerBytes, offset);offset += sizeof(int);// Namevar strBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(Name);BitConverter.GetBytes(strBytes.Length).CopyTo(playerBytes, offset); // 存储长度offset += sizeof(int);strBytes.CopyTo(playerBytes, offset); // 存储内容offset += strBytes.Length;// ExpBitConverter.GetBytes(Exp).CopyTo(playerBytes, offset);offset += sizeof(int);// SexBitConverter.GetBytes(Sex).CopyTo(playerBytes, offset);offset += sizeof(bool);return playerBytes;}
}

3.2 反序列化

3.2.1 字节数组 -> 内置类型

• 关键类：BitConverter
• 所在命名空间：System
• 主要作用：除字符串的其它常用类型和字节数组相互转换。

byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(99);
int i = BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
print(i); // 99

3.2.2 字节数组 -> 字符串

• 关键类：Encoding
• 命名空间：System.Text
• 主要作用：将字符串类型和字节数组相互转换，并且决定转换时使用的字符编码类型。网络通信时建议使用 UTF-8 类型。

byte[] bytes2 = Encoding.UTF8.GetBytes("hello world!");
string str = Encoding.UTF8.GetString(bytes2, 0, bytes2.Length);
print(str); // hello world!

3.2.3 字节数组 -> 类对象

1. 获取到对应的字节数组

   PlayerInfo info = new PlayerInfo
   {Lev  = 10,Name = "zheliku",Exp  = 88,Sex  = false
   };byte[] playerBytes = info.GetBytes();
   

2. 将字节数组按照序列化时的顺序进行反序列化

   将对应字节分组转换为对应类型变量。

   PlayerInfo info2 = new PlayerInfo();// 等级
   int index = 0;
   info2.Lev =  BitConverter.ToInt32(playerBytes, index);
   index     += 4;
   print(info2.Lev); // 10// 姓名的长度
   int length = BitConverter.ToInt32(playerBytes, index);
   index += 4;// 姓名字符串
   info2.Name =  Encoding.UTF8.GetString(playerBytes, index, length);
   index      += length;
   print(info2.Name); // zheliku// 攻击力
   info2.Exp =  BitConverter.ToInt16(playerBytes, index);
   index     += 2;
   print(info2.Exp); // 88// 性别
   info2.Sex =  BitConverter.ToBoolean(playerBytes, index);
   index     += 1;
   print(info2.Sex); // false
   

​ 完整代码：

public class PlayerInfo
{public int    Lev;public string Name;public int    Exp;public bool   Sex;public byte[] GetBytes(){...}public void FromBytes(byte[] bytes){// 等级int index = 0;Lev   =  BitConverter.ToInt32(bytes, index);index += 4;// 姓名的长度int length = BitConverter.ToInt32(bytes, index);index += 4;// 姓名字符串Name  =  Encoding.UTF8.GetString(bytes, index, length);index += length;// 攻击力Exp   =  BitConverter.ToInt16(bytes, index);index += 2;// 性别Sex   =  BitConverter.ToBoolean(bytes, index);index += 1;}
}

​ 更多序列化进阶内容，参考文章：2025-03-21 Unity 序列化 —— 自定义2进制序列化-CSDN博客。