基于TCP的简单一对一聊天程序设计.docx
《基于TCP的简单一对一聊天程序设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于TCP的简单一对一聊天程序设计.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于TCP的简单一对一聊天程序设计
一、课程设计题目：
通过套接字连接进行一对一聊天通信
二、实验要求：
实现一个一对一的聊天程序。
基本过程如下：
服务器首先启动，创建套接字后等待客户的连接；客户启动以后，创建套接字，然后和服务器建立连接；连接建立后，客户机和服务器可以通过建立的套接字连接进行通信。
服务器和客户端可以是一台电脑的两个进程，也可以分别部署在两台电脑上。
三、原理概述:
套接字Socket是一种双向的通信接口，可以通过这个端口与任何一个具有Socket端口的计算机通信，套接字是网络通信的基础。
Socket在Windows以句柄的形式被创建。
使用Socket进行网络通信必须包含下面的几种信息：
双方认可的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，对方主机的IP地址，对方进程的协议端口。
Socket可分为：
1数据报套接字（DatagramSockets）——对于在TCP/IP上实现的WinSock，数据报套接字使用用户数据报协议（UDP）。
数据报套接字提供了一种不可靠的、非连接的数据包通信方式。
2流式套接字（StreamSockets）——流式套接字使用传输控制协议（TCP）。
流式套接字可以将数据按顺序无重复地发送到目的地，它提供的是一种可靠的、面向连接的数据传输方式。
不管是对单个的数据报，还是对数据包，流式套接字都提供了一种流式数据传输。
VC++对网络编程的支持有socket支持，Winlnet支持，MAPI和ISAPI支持等。
其中WindowsSocketsAPI是TCP/IP网络环境里，也是Internet上进行开发最为通用的API。
IP地址:
IPAddress就是依照TCP/IP协议分配给本地主机的网络地址,就向两个进程要通讯,任一进程要知道通讯对方的位置,位置如何来确定,就用对方的IP
端口号:
用来标识本地通讯进程,方便OS提交数据.就是说进程指定了对方进程的网络IP,但这个IP只是用来标识进程所在的主机,如何来找到运行在这个主机的这个进程呢,就用端口号.
连接:
指两个进程间的通讯链路.
一个完整的网间进程通信需要由两个进程组成，并且只能使用同一种高层协议。
也就是说，不可能通信的一端用TCP协议，而另一端用UDP协议。
因此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
这样一个五元组，叫做一个相关association，即两个协议相同的半相关才能组合成一个合适的相关，或完全指定组成一连接。
在TCP/IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户/服务器模式（Client/Servermodel），即客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。
客户/服务器模式的建立基于以下两点：
首先，建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等，需要共享，从而造就拥有众多资源的主机提供服务，资源较少的客户请求服务这一非对等作用。
其次，网间进程通信完全是异步的，相互通信的进程间既不存在父子关系，又不共享内存缓冲区，因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系，为二者的数据交换提供同步，这就是基涌纪纪户/服务器模式的TCP/IP。
四．设计方案：
设计原理图：
解决方案
基于TCP连接Socket聊天程序
基于该连接的聊天程序需要至少具备一个服务器端（Server）和一个客户端（Client）。
在本程序中，一个用户作为Server端，另一个用户作为Client端。
也就是说，作为Server端的用户，需要首先启动程序，等待Client端的连接请求。
当TCP连接握手以后，双方方可进行交互。
在本程序中Server端并不是单独存在。
它也可以向他的Client端发送消息。
当Client端与Server端握手以后，Server端需要首先发起会话；Client端在收到消息后再回复一条消息给Server端；同样，Server端在收到消息后再回复一条消息给Client端……以此类推。
五．程序编写：
Server.h代码如下：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
classCChatServer
{
public:
CChatServer（）;
~CChatServer（）;
boolIsConnected（）{returnm_bIsConnected;}//返回连接状态
voidStartListenClient（）;//Listentoclient
intSendMessagePort（stringsMessage）;//向所有客户端发消息
intRecClient（SOCKETsRecSocket）;//接收客户端数据
private:
boolm_bIsConnected;//true-connectedfalse-notconnected
intm_iServerPort;
listm_vClientList;//Allsocketconnectedtoclient
SOCKETm_SClient;
SOCKETm_SListenClient;//socketlisteningforclientcalls
};
Server.cpp代码如下：
#include"server.h"
CChatServerCServerObj;
UINTServerRecThread（LPVOIDpParam）//接收数据的工作线程
{
SOCKETsRecSocket=（SOCKET）pParam;
while
（1）
{
if（CServerObj.RecClient（sRecSocket））
break;
}
return0;
}
UINTServerListenThread（LPVOIDpParam）//监听端口建立连接的工作线程
{
while
（1）
CServerObj.StartListenClient（）;
return0;
}
CChatServer:
:
CChatServer（）//对象CChatServer的构造函数
{
cout<<"StartingupTCPChatserver\n";
m_bIsConnected=false;
WSADATAwsaData;
sockaddr_inlocal;
intwsaret=WSAStartup（0x101,&wsaData）;//应用程序调用的第一个WindowsSockets函数.
//它允许应用程序或DLL指明WindowsSocketsAPI的版本号及获得特定WindowsSockets实现的细节.
if（wsaret!
=0）
{
return;
}
local.sin_family=AF_INET;
local.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
local.sin_port=htons（（u_short）8084）;
m_SListenClient=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//创建一个套接字，返回套接字描述字
if（m_SListenClient==INVALID_SOCKET）
{
return;
}
if（bind（m_SListenClient,（sockaddr*）&local,sizeof（local））!
=0）//把本地协议的地址赋予一个套接字
{
return;
}
if（listen（m_SListenClient,10）!
=0）//监听该端口
{
return;
}
m_bIsConnected=true;
return;
}
CChatServer:
:
~CChatServer（）//对象CChatServer的析构函数
{
closesocket（m_SListenClient）;//关闭该端口
WSACleanup（）;
}
voidCChatServer:
:
StartListenClient（）
{
sockaddr_infrom;
intfromlen=sizeof（from）;
m_SClient=accept（m_SListenClient,
（structsockaddr*）&from,&fromlen）;//产生与客户进行TCP连接通信的套接字并返回已连接客户端的协议地址
if（m_SClient!
=INVALID_SOCKET）
m_vClientList.push_back（m_SClient）;
AfxBeginThread（ServerRecThread,（void*）m_SClient）;//启动接收线程，用m_SClient套接字与客户端通话
}
intCChatServer:
:
SendMessagePort（stringsMessage）//向各个客户端发送服务器数据
{
intiStat=0;
list:
:
iteratoritl;
if（m_vClientList.size（）==0）
return0;
for（itl=m_vClientList.begin（）;itl!
=m_vClientList.end（）;itl++）
{
iStat=send（*itl,sMessage.c_str（）,sMessage.size（）+1,0）;
if（iStat==-1）
m_vClientList.remove（*itl）;
}
if（iStat==-1）
return1;
return0;
}
intCChatServer:
:
RecClient（SOCKETsRecSocket）//接收客户端数据成员函数
{
chartemp[4096];
intiStat;
iStat=recv（sRecSocket,temp,4096,0）;
if（iStat==-1）
{
m_vClientList.remove（sRecSocket）;
return1;
}
else
{
cout<<":
"<SendMessagePort（temp）;
return0;
}
return0;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intnRetCode=0;
charbuf[4096];
cout<<"Thisaplicationactasachatserver.\n";
cout<<"Messagesfromanypcwillbebroadcastedtoallconnectedpcs.\n";
cout<<"Connecttotheserverpcport8084\n";
cout<<"PressONLYENTERtoquit.\n";
cout<<"=================================================\n";
if（!
CServerObj.IsConnected（））//判断监听端口是否建立
{
cout<<"\nFailedtoinitialiseserversocket";
cout<<"\nBye";
getch（）;
return1;
}
AfxBeginThread（ServerListenThread,0）;//启动监听端口建立连接的工作线程
while（gets（buf））
{
if（strlen（buf）==0）
break;
if（CServerObj.SendMessagePort（buf））
{
cout<<"Probleminconnectingtoserver.Checkwhetherserverisrunning\n";
break;
}
}
cout<<"readytoseegoodbye:
";
getch（）;
returnnRetCode;
}
Client.h
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
classCIPMessage
{
public:
CIPMessage（）;
~CIPMessage（）;
voidInit（stringsIpAddress,intiPort）;
intSendMessagePort（stringsMessage）;
intRecMessagePort（）;
boolIsConnected（）{returnm_bIsConnected;}
private:
boolm_bIsConnected;//true-connectedfalse-notconnected
stringm_sServerIPAddress;
intm_iServerPort;
SOCKETconn;//socketconnectedtoserver
};
Client.cpp代码如下：
#include"client.h"
//GlobalMessageobject
CIPMessageMyMessObj;
CIPMessage:
:
CIPMessage（）//MyMessObj构造函数
{
m_bIsConnected=false;
}
voidCIPMessage:
:
Init（stringsIpAddress,intiPort）//建立与服务器端得连接
{
m_sServerIPAddress=sIpAddress;
m_iServerPort=iPort;
structhostent*hp;
unsignedintaddr;
structsockaddr_inserver;
WSADATAwsaData;
intwsaret=WSAStartup（0x101,&wsaData）;//应用程序调用的第一个WindowsSockets函数.
//它允许应用程序或DLL指明WindowsSocketsAPI的版本号及获得特定WindowsSockets实现的细节.
if（wsaret!
=0）
{
return;
}
conn=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//建立客户端套接字
if（conn==INVALID_SOCKET）
return;
addr=inet_addr（m_sServerIPAddress.c_str（））;//转化ip地址和端口为指定形式
hp=gethostbyaddr（（char*）&addr,sizeof（addr）,AF_INET）;
if（hp==NULL）
{
closesocket（conn）;
return;
}
server.sin_addr.s_addr=*（（unsignedlong*）hp->h_addr）;
server.sin_family=AF_INET;
server.sin_port=htons（m_iServerPort）;
if（connect（conn,（structsockaddr*）&server,sizeof（server）））//向指定服务器建立连接
{
closesocket（conn）;
return;
}
m_bIsConnected=true;
return;
}
CIPMessage:
:
~CIPMessage（）//MyMessObj析构函数
{
if（m_bIsConnected）
closesocket（conn）;
}
intCIPMessage:
:
SendMessagePort（stringsMessage）//向指定服务器发出数据
{
intiStat=0;
iStat=send（conn,sMessage.c_str（）,sMessage.size（）+1,0）;
if（iStat==-1）
return1;
return0;
}
intCIPMessage:
:
RecMessagePort（）//接收指定服务器数据
{
characRetData[4096];
intiStat=0;
iStat=recv（conn,acRetData,4096,0）;
if（iStat==-1）
return1;
cout<<"-->:
"<return0;
}
UINTMessageRecThread（LPVOIDpParam）//接收指定服务器数据线程
{
while
（1）
{
if（MyMessObj.RecMessagePort（））
break;
}
return0;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
charbuf[4096];
cout<<"ThisisaclientTCP/IPapplication\nConnectingtoport8084\n";
cout<<"\nPressONLYENTERtoquit";
cout<<"\n===============================================\n";
FILE*fp=fopen（"server.ini","r"）;//获取服务器端套接字地址
if（fp==NULL）
{
cout<<"\nUnabletoopenserver.ini.PleasespecifyserverIPsddressinserver.ini";
return1;//mainfailed
}
stringsServerAddress;
while（（fgets（buf,4096,fp））!
=NULL）
{
if（buf[0]=='#'）
continue;
sServerAddress=buf;
}
fclose（fp）;
if（sServerAddress.size（）==0）
{
cout<<"\nUnabletofindserverIPaddressinserver.ini";
cout<<"\nPleasesetserverIPaddress";
cout<<"\nBYEBYE:
";
getch（）;
return0;
}
MyMessObj.Init（sServerAddress.c_str（）,8084）;//启动与服务器连接
if（!
MyMessObj.IsConnected（））
{
cout<<"\nUnabletoconnecttotheIPaddressspecifiedinserver.ini";
cout<<"\nPleasecheckserverIPaddress";
cout<<"\nreadytoseegoodbye:
";
getch（）;
return0;
}
AfxBeginThread（MessageRecThread,0）;//开启接收数据线程
while（gets（buf））
{
if（strlen（buf）==0）
break;
if（MyMessObj.SendMessagePort（buf））//向服务器发送数据
{
cout<<"Probleminconnectingtoserver.Checkwhetherserverisrunning\n";
break;
}
}
cout<<"\nreadytoseegoodbye:
";
getch（）;
return0;
}
server.inc代码如下：
127.0.0.1//实现本机通信，另外，可通过更改套接字来实现异机通信.
六．结果运行与截图：
服务器和客户端是一台电脑的两个进程,服务器和客户端分别部署在两台电脑上时，一台是服务器另一台客户端需要将服务器配置文件server.inc修改成服务器的IP地址。
七．实习心得和体会：
经过一周的实习，加深了对计算机网络的了解。
在做一对一来聊天程序时自己查阅很多资料，对socket有了更多的了解。
同时还加深了对server/client模式还有TCP三次握手的学习，将理论运用到的实践中，并且自己学习“孙鑫C++视频教程”中的网络编程部分，学会了线程的应用和TCP与UDP关于socket聊天编程上的不同。
除此之外对socket格式、ip和Windows套接字在两种模式下执行I/O操作，阻塞和非阻塞等其他的知识进行了学习。
总之，这次实习是在与同学一起合作下完成的，加强了团队合作精神，复习所学知识且运用到了实践中，并且自学了很多的东西，这次实习经历是我以后生活和学习中的财富。
XXXXX大学
XXXXXX学院
计算机网络与通信实习报告
设计题目基于TCP的简单一对一聊天程序设计
学生专业班级
学生姓名（学号）
指导教师
完成时间2010年5月25日
实习（设计）地点机房139
2010年5月25日
课程设计成绩评定表
学生姓名
专业班级
设计题目
基于TCP的简单一对一聊天程序设计
指导教师评语及意见：
指导教师评阅成绩：
指导教师签字：
年月日
升级会员 