基于UDP协议的网络聊天程序的设计说明Word文档下载推荐.docx
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1.1本文主要内容
本文第二节介绍了UDP协议和客户机/服务器模式基本原理，第三节详细描述了设计思路和流程，第四节为本次课程设计的总结。
1.2设计平台
MicrosoftVisualC++6.0，简称VC或者VC6.0，是微软推出的一款C++编译器，将“高级语言”翻译为“机器语言（低级语言）”的程序。
VisualC++是一个功能强大的可视化软件开发工具。
自1993年Microsoft公司推出VisualC++1.0后，随着其新版本的不断问世，VisualC++已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。
虽然微软公司推出了VisualC++.NET（VisualC++7.0），但它的应用有很大的局限性，只适用于Windows2000、WindowsXP和WindowsNT4.0。
所以实际中，更多的是以VisualC++6.0为平台。
VisualC++6.0由Microsoft开发,它不仅是一个C++编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrateddevelopmentenvironment，IDE）。
VisualC++6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导ClassWizard等开发工具。
这些组件通过一个名为DeveloperStudio的组件集成为和谐的开发环境。
Microsoft的主力软件产品。
虽然微软公司推出了VisualC++.NET（VisualC++7.0），但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows2000,WindowsXP和WindowsNT4.0。
2设计原理
2.1UDP协议原理
UDP协议的全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。
在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。
UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。
UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。
包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。
UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序的检查与排序由应用层完成，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口。
UDP协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。
与所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。
根据OSI（开放系统互连）参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。
UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。
一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。
每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。
UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接（当然发送数据结束时也没有连接可释放）因此减少了开销和发送数据之前的时延。
UDP使用的是尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。
UDP是面向报文的。
发送方的UDP对应程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。
UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。
UDP是定义用来在互连网络环境中提供数据报交换的计算机通信的协议。
此协议默认是IP下层协议。
此协议提供了向另一用户程序发送信息的最简便的协议机制，不需要连接确认和保护复制，所以在软件实现上比较简单，需要的内存空间比起TCP相对较小。
UDP包头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节。
（1）源端口号（16位）：
UDP数据包的发送方使用的端口号。
（2）目标端口号（16位）：
UDP数据包的接收方使用的端口号。
UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。
UDP和rap协议正是采用这一机制，实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。
（3）数据报长度（16位）。
数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。
理论上，包含报头在内的数据包的最大长度为65535字节。
不过，一些实际应用往往会限制数据包的大小，有时会降低到8192字节。
（4）校验值（16位）。
UDP协议使用包头中的校验值来保证数据的安全。
2.2客户机/服务器模式
由于这次课程设计是实现点到点的可靠连接，所以在此使用UDP连接方式。
在这个连接中，双方分为客户和服务器，他们各自的功能不同。
客户机一方，UDP应用程序功能如下：
（1）打开通信信道（申请一套接字），并连接到服务器在主机的保留端口，该端口对应服务器的UDP进程。
（2）向服务器发出请求报文，等待接收应答。
（3）从服务器方收到最终应答结果，或在不再请求时关闭信道并终止客户机进程。
服务器一方，UDP应用程序动作如下：
（1）打开通信信道（申请一套接字），通知本地主机在某一保留端口接收客户机请求。
（2）等待客户请求到达指定端口。
（3）接收到请求，启动一新进程处理用户请求，同时释放旧进程以响应新的客户请求，一旦服务完成，关闭新进程与客户的通信链路。
（4）继续等待客户机请求。
（5）如果不想响应客户机请求，关闭服务器进程。
3设计步骤
3.1总体设计思路
基于UDP协议通信和基于TCP协议的通信不同，基于UDP的消息传递更快，但不提供可靠性的保证。
也就是说，数据在传递的时候，用户无法知道数据能否正确的到达目的地主机，也不能确定数据到达目的地的顺寻是否和发送的顺序相同。
系统采用的是客户端/服务器工作模式，所以应有客户端和服务器两个类，其中客户端向服务器请求服务。
而基于UDP通信的基本模式是：
将数据打包，称为数据包，然后将数据包发往目的地。
接受别人发来的数据包，然后查看数据包的内容。
3.2功能模块调用流程设计：
双向
通信
Socket（）
Bind（）
ReceiveFrom（）
/SendTo（）
Close（）
图3.1程序设计流程图
其中，服务器端：
Socket（），建立流式套接字；
Bind（），将套接字和服务器地址结构绑定；
ReceiveFrom（）/SendTo（），在套接字上接收/发送数据；
Close（），关闭套接字。
客户端与服务器端同理。
3.3基于UDP的网络聊天程序实现
3.3.1基于UDP的聊天程序服务器端源程序：
//创建套接字
//第二个参数和TCP设置不同
SOCKETsockSrv=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;
SOCKADDR_INaddrSrv;
//设置服务器端套接字的地址结构的相关属性
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（INADDR_ANY）;
//设置IP
addrSrv.sin_port=htons（20000）;
////设置端口号
addrSrv.sin_family=AF_INET;
//将套接字和服务器地址结构绑定
bind（sockSrv,（SOCKADDR*）&
addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;
charrecvBuf[100];
charsendBuf[100];
chartempBuf[100];
SOCKADDR_INaddrClient;
intlen=sizeof（SOCKADDR）;
//从客户端接收数据
recvfrom（sockSrv,recvBuf,100,0,（SOCKADDR*）&
addrClient,&
len）;
if（'
q'
==recvBuf[0]）
{
sendto（sockSrv,"
q"
strlen（"
）+1,0,（SOCKADDR*）&
addrClient,len）;
cout<
<
"
chartend"
<
endl;
break;
//退出循环
}
//将对方发送过来的信息前段加上IP地址进行输出
sprintf（tempBuf,"
%ssay%s\n"
inet_ntoa（addrClient.sin_addr）,recvBuf）;
tempBuf<
//将用户的键盘输入发送到对方
Pleaseinputmessage:
gets（sendBuf）;
sendto（sockSrv,sendBuf,strlen（sendBuf）+1,0,（SOCKADDR*）&
addrClient,len）;
3.3.2基于UDP的聊天程序客户端端源程序：
SOCKETsockClient=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;
//第二个参数和TCP设置不同
SOCKADDR_INaddrSrv;
//服务器地址结构
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"
127.0.0.1"
）;
//服务器地址
//服务器端口号
cout<
请输入发送的消息:
gets（sendBuf）;
//得到用户的键盘输入
//将对方发送过来的信息前段加上IP地址进行输出
inet_ntoa（addrSrv.sin_addr）,recvBuf）;
tempBuf
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