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C#通讯关键类的API

news 2025/10/11 8:34:33

12 个 C# 通讯核心类的完整 API 解析、实用细节及场景化示例，涵盖串口、Modbus、TCP/UDP、域名解析等场景，补充此前未覆盖的关键属性 / 方法（如Dns域名解析、SerialPort硬件控制），并强化实际开发中的易错点说明。

1. SerialPort（串口通信）

命名空间：System.IO.Ports

核心功能：控制 RS-232/RS-485 串口设备，支持参数配置、数据收发，是硬件交互（如传感器、PLC）的核心类。

关键 API（含补充硬件控制）

类别名称及说明
基础配置PortName：串口名（如 "COM3"，需通过SerialPort.GetPortNames()获取系统可用串口）BaudRate：波特率（常见 9600/115200，需与设备一致）Parity：校验位（None/Odd/Even，无校验最常用）DataBits：数据位（固定 8 位，硬件标准）StopBits：停止位（One/Two，1 位最常用）
硬件控制DtrEnable：是否启用 DTR（数据终端就绪）信号（部分设备需置true才能通信）RtsEnable：是否启用 RTS（请求发送）信号（硬件流控必设）Handshake：流控方式（None/XOnXOff软件流控 /RequestToSend硬件流控）
数据操作Open()/Close()：打开 / 关闭串口（需用try-catch捕获占用 / 不存在异常）Write(byte[] buffer, int offset, int count)：发送字节数组Read(byte[] buffer, int offset, int count)：读取指定长度字节ReadLine()：读取一行（直到NewLine，适合文本协议）DataReceived：数据接收事件（注意：事件在子线程触发，跨 UI 需 Invoke）
缓存与超时BytesToRead：接收缓冲区待读字节数DiscardInBuffer()/DiscardOutBuffer()：清空接收 / 发送缓存ReadTimeout/WriteTimeout：读写超时（毫秒，超时抛TimeoutException）

示例（带硬件流控的 PLC 串口通信）

using System;
using System.IO.Ports;
using System.Windows.Forms; // 若需UI交互
​
class PlcSerialComm
{private SerialPort _plcPort;private TextBox _logTextBox; // UI文本框（用于显示日志）
​public PlcSerialComm(TextBox logTextBox){_logTextBox = logTextBox;_plcPort = new SerialPort{PortName = "COM4",BaudRate = 115200,Parity = Parity.Even,DataBits = 8,StopBits = StopBits.One,Handshake = Handshake.RequestToSend, // PLC常用硬件流控RtsEnable = true, // 启用RTS信号ReadTimeout = 2000,NewLine = "\r\n" // PLC文本协议常用换行符};// 绑定接收事件_plcPort.DataReceived += PlcPort_DataReceived;}
​public void StartComm(){try{if (!_plcPort.IsOpen) _plcPort.Open();Log("串口已打开，等待PLC数据...");// 发送PLC读取指令（示例：读取状态寄存器）byte[] readCmd = { 0x01, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x08, 0x28, 0x0A };_plcPort.Write(readCmd, 0, readCmd.Length);}catch (UnauthorizedAccessException){Log("错误：串口被占用或无权限");}catch (IOException){Log("错误：串口不存在或设备未连接");}}
​// 接收事件（子线程，需跨UIInvoke）private void PlcPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e){if (_plcPort.BytesToRead == 0) return;byte[] recvData = new byte[_plcPort.BytesToRead];_plcPort.Read(recvData, 0, recvData.Length);// 跨UI线程更新日志_logTextBox.Invoke(new Action(() => Log($"收到PLC数据：{BitConverter.ToString(recvData)}")));}
​private void Log(string msg) => _logTextBox.AppendText($"[{DateTime.Now:HH:mm:ss}] {msg}\r\n");
}

2. SerialDataReceivedEventArgs（串口接收事件参数）

命名空间：System.IO.Ports

核心功能：为SerialPort.DataReceived事件提供上下文，区分接收数据类型。

关键 API

属性名说明
EventType接收数据类型（枚举SerialData）：- Chars：常规字符 / 字节数据（99% 场景）- Eof：流结束符（仅部分设备支持，如 Ctrl+Z）

示例（根据数据类型处理）

private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{var port = sender as SerialPort;if (port == null || !port.IsOpen) return;
​switch (e.EventType){case SerialData.Chars:// 处理常规字节数据byte[] data = new byte[port.BytesToRead];port.Read(data, 0, data.Length);Console.WriteLine($"接收字节：{BitConverter.ToString(data)}");break;case SerialData.Eof:// 处理流结束（如设备断开连接的信号）Console.WriteLine("收到流结束符，设备可能已断开");port.Close();break;}
}

3. ModbusSerialMaster（Modbus RTU 主站）

命名空间：Modbus.Device（第三方库NModbus，需通过 NuGet 安装：Install-Package NModbus）

核心功能：封装 Modbus RTU 协议（串口），简化 “主站 - 从站” 通信（如读取传感器寄存器、控制 PLC 输出）。

关键 API（Modbus 核心功能）

方法名说明
CreateRtu(SerialPort serialPort)静态方法：通过已初始化的SerialPort创建 RTU 主站实例
ReadHoldingRegisters(byte slaveAddr, ushort startAddr, ushort count)读取保持寄存器（地址 0-65535，返回ushort[]，对应 Modbus 功能码 03）
ReadInputRegisters(byte slaveAddr, ushort startAddr, ushort count)读取输入寄存器（只读，对应功能码 04）
ReadCoils(byte slaveAddr, ushort startAddr, ushort count)读取线圈（开关量，0=OFF/1=ON，对应功能码 01）
WriteSingleRegister(byte slaveAddr, ushort regAddr, ushort value)写入单个保持寄存器（对应功能码 06）
WriteMultipleCoils(byte slaveAddr, ushort startAddr, bool[] values)写入多个线圈（对应功能码 15）
Transport.ReadTimeout/WriteTimeout通信超时（毫秒，默认 1000，需根据设备响应调整）

示例（RTU 主站读取温湿度传感器）

using System;
using System.IO.Ports;
using Modbus.Device;
​
class ModbusRtuSensorReader
{static void Main(){// 1. 初始化串口（与传感器RTU参数一致）using (var serialPort = new SerialPort("COM5"){BaudRate = 9600,Parity = Parity.None,DataBits = 8,StopBits = StopBits.One,ReadTimeout = 3000}){serialPort.Open();
​// 2. 创建RTU主站using (var master = ModbusSerialMaster.CreateRtu(serialPort)){master.Transport.ReadTimeout = 2000; // 延长超时（传感器可能响应慢）byte slaveAddr = 1; // 传感器从站地址（硬件配置，如拨码开关）
​try{// 3. 读取寄存器：温度（地址0）、湿度（地址1）（功能码03）ushort[] registers = master.ReadHoldingRegisters(slaveAddr, 0, 2);// 4. 解析数据（假设传感器返回值为“数值*0.1”，如0x01F4=500 → 50.0℃）float temperature = registers[0] * 0.1f;float humidity = registers[1] * 0.1f;Console.WriteLine($"当前温度：{temperature:0.0}℃，湿度：{humidity:0.0}%");}catch (ModbusTimeoutException){Console.WriteLine("错误：传感器无响应（超时）");}catch (ModbusSlaveException ex){Console.WriteLine($"传感器异常：功能码{ex.SlaveExceptionCode}（如地址无效）");}}}}
}

4. ModbusIpMaster（Modbus TCP 主站）

命名空间：Modbus.Device（NModbus库）

核心功能：封装 Modbus TCP 协议（以太网），用于主站与 TCP 从站（如 Modbus 网关、工业交换机）通信，无需串口硬件。

关键 API（与 RTU 差异点）

方法名说明
CreateIp(TcpClient tcpClient)静态方法：通过TcpClient创建 TCP 主站（TCP 连接替代串口）
ReadHoldingRegisters(byte unitId, ushort startAddr, ushort count)读取保持寄存器（参数unitId替代 RTU 的slaveAddr，对应 TCP 帧的 “单元 ID”）
其他方法（如WriteSingleRegister）参数与 RTU 一致，仅底层协议为 TCP（端口默认 502）

示例（TCP 主站控制 Modbus 网关输出）

using System;
using System.Net.Sockets;
using Modbus.Device;
​
class ModbusTcpGatewayControl
{static void Main(){// 1. 连接Modbus TCP从站（网关IP：192.168.1.200，端口502）using (var tcpClient = new TcpClient()){tcpClient.Connect("192.168.1.200", 502);Console.WriteLine("已连接Modbus网关");
​// 2. 创建TCP主站using (var master = ModbusIpMaster.CreateIp(tcpClient)){byte unitId = 1; // 网关单元ID（配置工具设置）try{// 3. 控制网关继电器（写入线圈：地址0=ON，对应功能码15）bool[] relayStates = { true }; // 继电器1闭合master.WriteMultipleCoils(unitId, 0, relayStates);Console.WriteLine("继电器1已闭合");
​// 4. 验证状态（读取线圈，确认是否生效）bool[] currentStates = master.ReadCoils(unitId, 0, 1);Console.WriteLine($"继电器当前状态：{(currentStates[0] ? "ON" : "OFF")}");}catch (SocketException){Console.WriteLine("错误：网关断开连接或IP/端口错误");}}}}
}

5. Socket（底层网络通信）

命名空间：System.Net.Sockets

核心功能：最底层的网络通信类，支持 TCP/UDP/RAW 协议，灵活控制字节流，适合自定义协议开发（如物联网私有协议）。

关键 API（TCP/UDP 通用）

类别名称及说明
初始化Socket(AddressFamily family, SocketType type, ProtocolType protocol)：- family：InterNetwork（IPv4）/InterNetworkV6（IPv6）- type：Stream（TCP，面向连接）/Dgram（UDP，无连接）- protocol：Tcp/Udp
TCP 操作Bind(EndPoint localEp)：绑定本地 IP + 端口（服务器必用）Listen(int backlog)：开始监听（服务器，backlog为最大等待队列）Accept()/AcceptAsync()：接受客户端连接（返回新Socket用于通信）Connect(EndPoint remoteEp)：客户端连接服务器
UDP 操作SendTo(byte[] buffer, EndPoint remoteEp)：发送 UDP 数据报到指定端点（无需连接）ReceiveFrom(byte[] buffer, ref EndPoint remoteEp)：接收 UDP 数据报（获取发送端地址）
通用操作Send(byte[] buffer)：TCP 发送数据（需先连接）Receive(byte[] buffer)：读取数据（TCP 阻塞，UDP 需用ReceiveFrom）SetSocketOption(SocketOptionLevel level, SocketOptionName name, object value)：设置选项（如ReuseAddress允许端口复用）Shutdown(SocketShutdown how)：关闭发送 / 接收通道（Send/Receive/Both）Close()：关闭 Socket（释放资源）

示例（UDP 自定义协议数据收发）

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
​
class UdpCustomProtocol
{static void Main(){// UDP Socket（IPv4，无连接）using (var udpSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Dgram, ProtocolType.Udp)){// 绑定本地端口（接收用，发送可省略）IPEndPoint localEp = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 9000);udpSocket.Bind(localEp);Console.WriteLine("UDP Socket已绑定端口9000，等待数据...");
​// 1. 接收客户端数据byte[] recvBuffer = new byte[1024];EndPoint clientEp = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0); // 用于存储发送端地址int recvLen = udpSocket.ReceiveFrom(recvBuffer, ref clientEp);string recvMsg = Encoding.UTF8.GetString(recvBuffer, 0, recvLen);Console.WriteLine($"收到来自{clientEp}的消息：{recvMsg}");
​// 2. 发送响应（自定义协议：前缀"ACK:"）string response = $"ACK:{recvMsg}";byte[] sendBuffer = Encoding.UTF8.GetBytes(response);udpSocket.SendTo(sendBuffer, clientEp);Console.WriteLine("已发送响应");}}
}

6. TcpListener（TCP 服务器封装）

命名空间：System.Net.Sockets

核心功能：封装Socket的 TCP 服务器逻辑（Bind/Listen/Accept），简化服务器开发，无需直接操作底层Socket。

关键 API

方法名说明
TcpListener(IPAddress localAddr, int port)构造函数：绑定本地 IP（IPAddress.Any表示所有网卡）和端口
Start()/Stop()启动 / 停止监听（Stop()会关闭所有已接受的TcpClient）
AcceptTcpClient()/AcceptTcpClientAsync()接受客户端连接（返回TcpClient，用于与该客户端通信）- 同步方法阻塞，异步方法适合高并发
Pending()检查是否有等待连接（返回bool，非阻塞，用于轮询）

示例（异步 TCP 服务器，支持多客户端）

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
​
class AsyncTcpServer
{static async Task Main(){// 监听所有网卡的8080端口var listener = new TcpListener(IPAddress.Any, 8080);listener.Start();Console.WriteLine("TCP服务器已启动，等待客户端连接...");
​try{// 循环接受客户端（异步，不阻塞）while (true){TcpClient client = await listener.AcceptTcpClientAsync();Console.WriteLine($"新客户端连接：{client.Client.RemoteEndPoint}");// 单独线程处理客户端（避免阻塞接受新连接）_ = HandleClientAsync(client); // _ 忽略Task返回值（后台处理）}}finally{listener.Stop();}}
​// 异步处理单个客户端通信private static async Task HandleClientAsync(TcpClient client){using (client) // 自动释放客户端资源using (NetworkStream stream = client.GetStream()){byte[] buffer = new byte[1024];int bytesRead;// 循环读取客户端数据（直到客户端断开）while ((bytesRead = await stream.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)) > 0){string clientMsg = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);Console.WriteLine($"来自{client.Client.RemoteEndPoint}：{clientMsg}");
​// 发送响应string response = $"Server Echo: {clientMsg}";byte[] responseBuffer = Encoding.UTF8.GetBytes(response);await stream.WriteAsync(responseBuffer, 0, responseBuffer.Length);}Console.WriteLine($"客户端{client.Client.RemoteEndPoint}已断开");}}
}

7. UdpClient（UDP 封装）

命名空间：System.Net.Sockets

核心功能：封装Socket的 UDP 操作，简化数据报收发，支持多播 / 广播，无需手动处理Socket选项。

关键 API（补充多播 / 广播）

类别名称及说明
基础操作UdpClient(int port)：绑定本地端口（接收必用）Send(byte[] dgram, int bytes, IPEndPoint remoteEp)：发送数据报到指定端点Receive(ref IPEndPoint remoteEp)/ReceiveAsync()：接收数据报（获取发送端地址）
多播支持JoinMulticastGroup(IPAddress multicastAddr)：加入多播组（如224.0.0.100，多设备共享数据）LeaveMulticastGroup(IPAddress multicastAddr)：离开多播组
广播支持EnableBroadcast = true：启用广播（必须设置，否则无法发送广播包）广播地址：IPAddress.Broadcast（255.255.255.255，局域网所有设备）

示例（UDP 多播数据分发）

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
​
class UdpMulticastDemo
{// 多播组地址（需在224.0.0.0~239.255.255.255范围内）private static readonly IPAddress _multicastAddr = IPAddress.Parse("224.0.0.100");private const int _multicastPort = 9001;
​// 多播发送端（如数据采集器）static async Task SenderAsync(){using (var udpClient = new UdpClient()){udpClient.EnableBroadcast = false; // 多播无需广播IPEndPoint multicastEp = new IPEndPoint(_multicastAddr, _multicastPort);
​// 循环发送数据（每秒1次）for (int i = 0; i < 10; i++){string data = $"Multicast Data {i} - {DateTime.Now:HH:mm:ss}";byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(data);await udpClient.SendAsync(buffer, buffer.Length, multicastEp);Console.WriteLine($"发送多播数据：{data}");await Task.Delay(1000);}}}
​// 多播接收端（如多个监控终端）static async Task ReceiverAsync(string receiverName){using (var udpClient = new UdpClient(_multicastPort)){// 加入多播组（必须操作，否则收不到多播数据）udpClient.JoinMulticastGroup(_multicastAddr);Console.WriteLine($"{receiverName}已加入多播组，等待数据...");
​IPEndPoint senderEp = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 0);while (true){// 异步接收多播数据UdpReceiveResult result = await udpClient.ReceiveAsync();string data = Encoding.UTF8.GetString(result.Buffer);Console.WriteLine($"{receiverName}收到：{data}（来自{result.RemoteEndPoint}）");}}}
​static void Main(){// 启动发送端和两个接收端（多线程）_ = SenderAsync();_ = ReceiverAsync("监控终端1");_ = ReceiverAsync("监控终端2");Console.ReadLine(); // 阻塞主线程}
}

8. Stream（抽象流基类）

命名空间：System.IO

核心功能：所有字节流的抽象基类（如NetworkStream/FileStream/MemoryStream），定义统一的读写接口，支持 “多态” 操作（如用同一逻辑处理网络流和文件流）。

关键 API（抽象方法，子类实现）

方法 / 属性说明
核心操作Read(byte[] buffer, int offset, int count)：从流读字节（返回实际读取长度，0 表示流结束）Write(byte[] buffer, int offset, int count)：向流写字节Flush()：刷新缓冲区（网络流 / 文件流需调用，避免数据滞留）
状态判断CanRead/CanWrite：是否支持读写（如断开的NetworkStream为false）CanSeek：是否支持定位（NetworkStream为false，FileStream为true）Length：流长度（仅CanSeek=true可用）
异步操作ReadAsync(byte[] buffer, int offset, int count)/WriteAsync(...)：异步读写（非阻塞）CopyToAsync(Stream destination)：异步复制流数据（如网络流→文件流）

示例（多态处理流：网络流保存到文件）

using System;
using System.IO;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;
​
class StreamPolymorphismDemo
{// 通用流保存方法（接收任何Stream子类）private static async Task SaveStreamToFileAsync(Stream sourceStream, string filePath){if (!sourceStream.CanRead)throw new InvalidOperationException("流不支持读取");
​// 用FileStream作为目标流（多态：sourceStream可为NetworkStream/MemoryStream等）using (var fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Create, FileAccess.Write)){Console.WriteLine($"开始保存流到：{filePath}");await sourceStream.CopyToAsync(fileStream); // 异步复制（自动处理缓冲）await fileStream.FlushAsync(); // 确保数据写入磁盘Console.WriteLine("保存完成");}}
​static async Task Main(){// 1. 从TCP服务器获取网络流using (var tcpClient = new TcpClient()){await tcpClient.ConnectAsync("192.168.1.300", 8080);using (NetworkStream netStream = tcpClient.GetStream()){// 2. 调用通用方法，将网络流保存到本地文件await SaveStreamToFileAsync(netStream, "received_data.bin");}}
​// 3. 测试：用MemoryStream调用同一方法（多态验证）using (var memoryStream = new MemoryStream()){// 向内存流写入测试数据byte[] testData = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes("Test Memory Stream Data");await memoryStream.WriteAsync(testData, 0, testData.Length);memoryStream.Position = 0; // 重置流指针（否则Read会从末尾开始）// 保存内存流到文件await SaveStreamToFileAsync(memoryStream, "memory_data.txt");}}
}

9. Encoding（字符编码）

命名空间：System.Text

核心功能：处理 “字符串 - 字节数组” 转换，解决多语言编码问题（如中文 UTF-8/GB2312、英文 ASCII），是通讯中 “文本协议” 的核心工具。

关键 API（补充编码兼容性）

类别名称及说明
预定义编码Encoding.UTF8：UTF-8 编码（推荐，支持所有语言，无 BOM）Encoding.ASCII：ASCII 编码（仅英文，中文转?）Encoding.Unicode：UTF-16 编码（双字节，Windows 内部常用）Encoding.Default：系统默认编码（Windows=GB2312，Linux=UTF-8，跨平台不推荐）
自定义编码Encoding.GetEncoding(int codePage)：通过代码页获取编码（如936=GB2312，65001=UTF-8，950=Big5）Encoding.GetEncoding(string name)：通过名称获取（如"gb2312"/"utf-8"）
转换操作GetBytes(string s)：字符串→字节数组GetString(byte[] bytes, int index, int count)：字节数组→字符串（指定起始位置和长度，避免冗余数据）GetByteCount(string s)：计算字符串对应的字节长度（预分配缓冲区，提升性能）

示例（多编码转换：GB2312 与 UTF-8 互转）

using System;
using System.Text;class EncodingConversionDemo
{static void Main(){// 原始中文字符串string chineseText = "通讯测试：C# Encoding";// 1. UTF-8 → GB2312（如向旧设备发送GB2312数据）byte[] utf8Bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(chineseText);// 先将UTF-8字节转成字符串（避免编码丢失），再转GB2312string tempText = Encoding.UTF8.GetString(utf8Bytes);byte[] gb2312Bytes = Encoding.GetEncoding(936).GetBytes(tempText);Console.WriteLine($"UTF-8→GB2312字节：{BitConverter.ToString(gb2312Bytes)}");// 2. GB2312 → UTF-8（如接收旧设备GB2312数据，转UTF-8显示）string gb2312Text = Encoding.GetEncoding(936).GetString(gb2312Bytes);byte[] utf8Bytes2 = Encoding.UTF8.GetBytes(gb2312Text);string finalText = Encoding.UTF8.GetString(utf8Bytes2);Console.WriteLine($"GB2312→UTF-8结果：{finalText}");// 3. 避免常见错误：直接用错误编码解析string wrongText = Encoding.ASCII.GetString(gb2312Bytes);Console.WriteLine($"错误编码（ASCII）解析结果：{wrongText}"); // 中文显示为?}
}

10. Dns（域名解析）

命名空间：System.Net

核心功能：将域名（如www.baidu.com）解析为 IP 地址，或反向解析 IP 到域名，是网络通信中 “域名转 IP” 的核心类。

关键 API（异步优先）

方法名说明
正向解析GetHostAddressesAsync(string hostNameOrAddress)：异步解析域名到 IP 数组（支持 IPv4/IPv6，返回IPAddress[]）GetHostEntryAsync(string hostNameOrAddress)：异步获取主机条目（包含 IP、主机名、别名，返回IPHostEntry）
反向解析GetHostEntryAsync(IPAddress address)：异步将 IP 解析为域名（依赖 DNS 反向记录，可能返回空）
同步方法GetHostAddresses(string hostName)/GetHostEntry(string hostName)：同步解析（不推荐，会阻塞线程）

示例（异步解析域名并连接服务器）

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Threading.Tasks;class DnsResolverDemo
{static async Task Main(){string domain = "www.baidu.com"; // 待解析域名int port = 80; // HTTP端口try{// 1. 异步解析域名（获取所有IP地址）Console.WriteLine($"正在解析域名：{domain}");IPAddress[] ipAddresses = await Dns.GetHostAddressesAsync(domain);// 筛选IPv4地址（避免IPv6连接问题）IPAddress ipv4Addr = Array.Find(ipAddresses, ip => ip.AddressFamily == System.Net.Sockets.AddressFamily.InterNetwork);if (ipv4Addr == null){Console.WriteLine("未找到IPv4地址");return;}Console.WriteLine($"解析到IPv4地址：{ipv4Addr}");// 2. 用解析后的IP连接服务器using (var tcpClient = new TcpClient()){await tcpClient.ConnectAsync(ipv4Addr, port);Console.WriteLine($"已连接到 {domain}（{ipv4Addr}:{port}）");}}catch (SocketException ex){Console.WriteLine($"连接错误：{ex.Message}");}catch (Exception ex){Console.WriteLine($"解析错误：{ex.Message}（如域名不存在、DNS不可用）");}}
}

11. IPAddress（IP 地址封装）

命名空间：System.Net

核心功能：表示 IPv4/IPv6 地址，提供地址解析、验证、格式转换，是IPEndPoint、Socket的基础参数。

关键 API（补充地址验证与转换）

类别名称及说明
地址创建IPAddress.Parse(string ipString)：解析 IP 字符串（如"192.168.1.1"），无效则抛FormatException``IPAddress.TryParse(string ipString, out IPAddress result)：安全解析（返回bool，不抛异常，推荐）
预定义地址IPAddress.Any：匹配所有本地网卡 IP（服务器绑定用，如0.0.0.0）IPAddress.Loopback：回环地址（127.0.0.1，本地测试用）IPAddress.Broadcast：广播地址（255.255.255.255，UDP 广播用）
属性AddressFamily：地址族（InterNetwork=IPv4，InterNetworkV6=IPv6）IsIPv4MappedToIPv6：是否为 IPv4 映射的 IPv6 地址ToString()：将 IP 地址转为字符串（如"192.168.1.1"）

示例（IP 地址验证与筛选）

using System;
using System.Net;
using System.Linq;class IPAddressValidationDemo
{static void Main(){// 1. 安全解析IP（避免异常）string[] testIps = { "192.168.1.100", "256.0.0.1", "fe80::1", "invalid.ip" };foreach (string ipStr in testIps){if (IPAddress.TryParse(ipStr, out IPAddress ip)){string ipType = ip.AddressFamily == System.Net.Sockets.AddressFamily.InterNetwork ? "IPv4" : "IPv6";Console.WriteLine($"有效{ipType}地址：{ip}");}else{Console.WriteLine($"无效IP地址：{ipStr}");}}// 2. 解析域名后筛选IPv4（结合Dns）IPAddress[] baiduIps = Dns.GetHostAddresses("www.baidu.com");IPAddress[] baiduIpv4 = baiduIps.Where(ip => ip.AddressFamily == System.Net.Sockets.AddressFamily.InterNetwork).ToArray();Console.WriteLine($"\n百度IPv4地址列表：{string.Join(", ", baiduIpv4)}");// 3. 回环地址测试（本地服务）IPAddress loopback = IPAddress.Loopback;Console.WriteLine($"回环地址：{loopback}（用于本地程序通信）");}
}

12. NetworkStream（网络流）

命名空间：System.Net.Sockets

核心功能：封装Socket的网络数据流，支持 TCP/UDP（主要用于 TCP）的字节读写，继承自Stream，可与其他流类（如FileStream）协同工作。

关键 API（补充超时与状态）

类别名称及说明
构造与状态NetworkStream(Socket socket)：通过Socket创建网络流CanTimeout：是否支持超时（始终true）ReadTimeout/WriteTimeout：读写超时（毫秒，默认无限期，需手动设置避免阻塞）
流操作Read(byte[] buffer, int offset, int count)：读取网络数据（TCP 阻塞，UDP 需用UdpClient）Write(byte[] buffer, int offset, int count)：发送网络数据Flush()：刷新缓冲区（TCP 需调用，确保数据发送）
连接控制Close(int timeout)：关闭流并等待指定时间（毫秒），确保数据发送完成Dispose(bool disposing)：释放资源（using语句自动调用）

示例（带超时的 TCP 网络流读写）

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;class NetworkStreamTimeoutDemo
{static async Task Main(){using (var tcpClient = new TcpClient()){try{// 连接超时（需通过TcpClient.ConnectAsync的CancellationToken实现）var connectTask = tcpClient.ConnectAsync("192.168.1.400", 8080);if (await Task.WhenAny(connectTask, Task.Delay(3000)) != connectTask){throw new TimeoutException("连接超时（3秒）");}using (NetworkStream netStream = tcpClient.GetStream()){// 设置流超时（避免Read/Write无限阻塞）netStream.ReadTimeout = 2000;netStream.WriteTimeout = 2000;// 发送数据string sendMsg = "Hello NetworkStream with Timeout";byte[] sendBuffer = Encoding.UTF8.GetBytes(sendMsg);await netStream.WriteAsync(sendBuffer, 0, sendBuffer.Length);await netStream.FlushAsync();Console.WriteLine($"已发送：{sendMsg}");// 接收响应（带超时）byte[] recvBuffer = new byte[1024];int recvLen = await netStream.ReadAsync(recvBuffer, 0, recvBuffer.Length);if (recvLen == 0){Console.WriteLine("服务器关闭连接");return;}string recvMsg = Encoding.UTF8.GetString(recvBuffer, 0, recvLen);Console.WriteLine($"收到响应：{recvMsg}");}}catch (TimeoutException ex){Console.WriteLine($"超时错误：{ex.Message}");}catch (SocketException ex){Console.WriteLine($"网络错误：{ex.Message}");}}}
}

13. IPEndPoint（IP 端点）

命名空间：System.Net

核心功能：表示 “IP 地址 + 端口” 的组合，标识网络中的唯一端点（如服务器192.168.1.1:8080），是Socket、UdpClient、TcpListener的核心参数。

关键 API

类别名称及说明
构造函数IPEndPoint(IPAddress address, int port)：创建端点（port范围 1-65535，0 为随机端口）
属性Address：获取端点的IPAddress对象Port：获取端点的端口号AddressFamily：获取地址族（与Address一致）ToString()：转为字符串（如"192.168.1.1:8080"）
静态方法Create(EndPoint endPoint)：将通用EndPoint转为IPEndPoint（类型转换）

示例（创建本地 / 远程端点并通信）

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;class IPEndPointDemo
{static void Main(){// 1. 创建远程端点（服务器地址）IPAddress serverIp = IPAddress.Parse("192.168.1.500");int serverPort = 9002;IPEndPoint serverEp = new IPEndPoint(serverIp, serverPort);Console.WriteLine($"远程服务器端点：{serverEp}");// 2. 创建本地端点（客户端绑定固定端口，可选）IPAddress localIp = IPAddress.Any; // 自动选择本地IPint localPort = 9003;IPEndPoint localEp = new IPEndPoint(localIp, localPort);Console.WriteLine($"本地客户端端点：{localEp}");// 3. 用Socket绑定本地端点并连接远程端点using (var socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp)){socket.Bind(localEp); // 绑定本地端口（客户端可选，服务器必选）socket.Connect(serverEp);Console.WriteLine("已连接到服务器");// 发送数据byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello IPEndPoint");socket.Send(data);Console.WriteLine("已发送数据");// 接收响应byte[] recvBuffer = new byte[1024];int recvLen = socket.Receive(recvBuffer);string recvMsg = Encoding.UTF8.GetString(recvBuffer, 0, recvLen);Console.WriteLine($"收到响应：{recvMsg}");}}
}

补充说明（实际开发必看）

  1. 资源释放：所有实现IDisposable的类（如SerialPort、Socket、Stream）必须用using语句包裹，避免端口 / 句柄泄漏。

  2. 异步优先：UI 程序或高并发服务需用Async/Await（如ConnectAsync、ReadAsync），避免主线程阻塞。

  3. 异常处理：

    • 串口：UnauthorizedAccessException（权限）、IOException（设备断开）、TimeoutException（超时）

    • 网络：SocketException（IP / 端口错误、断网）、TimeoutException（连接 / 读写超时）

    • Modbus：ModbusTimeoutException（从站无响应）、ModbusSlaveException（从站异常码）

  4. 库依赖：Modbus 类需安装NModbus，NuGet 命令：Install-Package NModbus（.NET Framework）或Install-Package NModbus4（.NET Core/.NET 5+）。

  5. 编码注意：中文通信优先用 UTF-8，旧设备用 GB2312（代码页 936），避免乱码。

http://www.dtcms.com/a/465944.html

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