东南大学计算机网络第四次实验报告.docx
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东南大学计算机网络第四次实验报告
东南大学自动化学院
实验报告
课程名称:
信息通信网络概论
第4次实验
实验名称:
实验四﹑计算机网络通信应用程序设计
院(系):
自动化专业:
自动化
姓名:
学号:
实验室:
金智楼实验组别:
同组人员:
实验时间:
2016年12月20日
评定成绩:
审阅教师:
(一)基于TCP/IP的计算机网络通信应用程序设计
一.实验目的和要求····················································3
二.实验原理··························································3
三.实验方案与实验步骤················································3
四.实验设备与器材配置················································4
五.实验记录··························································4
六.实验总结·························································11
附录:
部分代码
(二)基于UDP/IP的计算机网络通信应用程序设计
一.实验目的和要求··················································17
二.实验原理························································17
三.实验方案与实验步骤··············································17
四.实验设备与器材配置··············································18
五.实验记录························································18
六.实验总结························································25
七.思考题或讨论题··················································25
附录:
部分代码
(一)基于TCP/IP的计算机网络通信应用程序设计
一.实验目的和要求
1.通过本实验课程的学习,使学生能够理解TCP协议通信的基本原理。
2.通过运用WinSock接口编写网络通信应用程序,掌握TCP网络应用程序架构的设计思想。
3.学会设计利用TCP简单的应用层协议。
二.实验原理
TCP是面向连接的通信协议,TCP提供两台计算机之间的可靠无错的数据传输。
应用程序利用TCP进行通信时,源和目标之间会建立一个虚拟连接。
这个连接一但建立,两台计算机之间就可以把数据当作一个双向字节流进行交换。
三.实验方案与实验步骤
1、客户机/服务器工作流程
服务器端
1:
创建套接字并将套接字绑定到一个本地地址和端口上(create)。
2:
将套接字设为监听模式,准备接受客户请求(listen)。
3:
等待客户请求到来;请求到来后,接受请求,返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept)。
4:
用返回的套接字和客户端进行通信(send/receive)。
5:
返回,等待另一客户请求。
6:
关闭套接字。
客户端
1:
创建套接字(create)。
2:
向服务器发出连接请求(connect)。
3:
和服务器进行通信(send/receive)。
4:
关闭套接字。
图3.1客户机/服务器工作流程
2、系统实现
图3.2系统实现过程
四.实验设备与器材配置
电脑、VC6.0
五.实验记录
1、界面
(1)选择:
客户机、服务器;
(2)输入:
IP设置、端口设置、输入内容;
(3)输出显示:
消息列表、发送和接收消息数目;
(4)按钮:
连接/侦听、发送、清空、退出。
图5.1界面设计
2、功能描述
(1)初始化:
服务器点击侦听,客户机输入服务器IP后,点击连接实现服务器——客户机之间的连接通信。
在界面上显示连接信息,服务器向客户机发送Welcomemyfriend!
,客户机向服务器发送IamPaul。
图5.2初始化
(2)客户机与服务器对话:
服务器显示Server:
+发送的消息,客户机显示Paul:
+发送的信息。
图5.3客户机与服务器对话
(3)输入/n在聊天对话框画一个牛,输入/p画一个电话
图5.4输入/p画一个电话
图5.5输入/n画一个电话
(4)输入/l会弹出一个对话框
图5.6输入/l弹出一个对话框
(5)输入/r会打开一个windows资源管理器,并打开指定的路径,当前设置的路径为:
C:
/windows/media
图5.7输入/r打开一个windows资源管理器
3、改进
(1)获取发送方主机名和发送时间
通过函数gethostname(hostname,sizeof(hostname))
通过函数time()、localtime()获得当前系统时间,能够显示发送接收时间,格式为年/月/日时/分/秒,添加到接收信息列表中信息首部。
图5.8获取主机名、添加发送时间
(2)自定义字符画:
定义字符串TP_xin_str,输入/x时调用绘制一个小象
图5.9自定义字符画
(3)自定义表情符号:
输入/s时输出"难过(╥﹏╥)",输入/a时输出
"生气(▼皿▼#)",输入/j时输出"惊讶(⊙o⊙)"等。
图5.10自定义表情符号
(4)显示发送、接收消息总数
通过m_list.GetCount()函数实现对列表中发送和接收到的信息计数,并显示在界面上。
初始化时,发送数和接收数均为1,清空列表后,相应的重置为0。
(5)清空列表
通过函数m_list.ResetContent()实现清空列表。
(6)添加背景图片、改变控件背景色、字体等。
上传bmp图片到Bitmap资源文件夹中,在OnPaint()中添加代码,通过不同图片的ID来设置不同的背景图片。
通过加入WM_CTLCOLOR消息,自动生成OnCtlColor()函数,利用SetBkMode()、SetTextColor()、SetBkColor()、CreateSolidBrush()、SetFont()等函数设置背景格式、改变控件背景色和字体大小颜色等。
图5.10其他功能
六.实验总结
这次实验与实验三较为相似,在上次的基础上,增加了自定义字符画、符号表情等,进一步加深了对TCP/IP协议的理解,也能够根据生活中的聊天工具如QQ等,增加一些类似的功能,使其应用性更强。
附录:
(部分代码)
1、获取对方主机信息添加发送接收时间(客户端和服务器类似,在此只贴出服务器代码)
voidCProject2Dlg:
:
OnServerReceive()
{
CStringmDay;
CStringmTime;
CStringttime;
time_tt1;
t1=time(NULL);//机器时间
structtm*p;
p=localtime(&t1);//转换为本地时间
mDay.Format("%4d/%2d/%2d",1900+p->tm_year,1+p->tm_mon,p->tm_mday);
mTime.Format("%3d:
%2d:
%2d",p->tm_hour,p->tm_min,p->tm_sec);
BOOLAct=FALSE;
CStringnRev,nret,nRet;
charbuf[MAX_BUFFER+1];
intret,i,len;
charhostname[100];
ret=m_connectsocket.Receive(buf,MAX_BUFFER,0);
if(ret!
=SOCKET_ERROR)
{
gethostname(hostname,sizeof(hostname));//获取对方主机名
m_receive+=1;//接收消息数加1
buf[ret]=NULL;
nRev=buf;
nRet+=mDay+mTime+""+hostname+"";//添加发送时间和主机名
nret+=CLIENT;
nret+=":
";
len=nret.GetLength();
nret=nRev.Right(((nRev.GetLength())-len));
if(nret.GetAt(0)=='/')
{
m_list_msg.AddString(nRet);
Act=DoAction(nret);
}
if(Act==FALSE)
{
nRet+=nRev;
m_list_msg.AddString(nRet);
}
i=m_list_msg.GetCount();
m_list_msg.SetCurSel(i-1);
m_list_msg.SetCurSel(-1);
UpdateData(FALSE);
}
else
AfxMessageBox("消息接收错误!
");
}
2、显示发送、接收消息总数
voidCProject2Dlg:
:
OnSendMsg()
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
CStringbuf;
intnret;
BOOLAct=FALSE;
intnLen,i;
UpdateData(TRUE);
m_outmsg.TrimLeft();
if(m_outmsg.IsEmpty())
{
AfxMessageBox("对不起,不能发送空消息!
");
return;
}
if(m_server==TRUE)
{
buf+=SERVER;
buf+=":
";
}
else
{
buf+=CLIENT;
buf+=":
";
}
buf+=m_outmsg;
nLen=buf.GetLength();
nret=m_connectsocket.Send((LPCTSTR)buf,nLen);
if(nret!
=SOCKET_ERROR)
{
m_send+=1;//发送消息数加1
if(m_outmsg.GetAt(0)=='/')
{
Act=DoAction(m_outmsg);
}
if(Act==FALSE)
{
m_list_msg.AddString((LPCTSTR)buf);
}
m_outmsg.Empty();
i=m_list_msg.GetCount();
m_list_msg.SetCurSel(i-1);
m_list_msg.SetCurSel(-1);
UpdateData(FALSE);
}
else
AfxMessageBox("消息发送失败!
:
(");
}
3、清空列表
voidCProject2Dlg:
:
OnRemoveall()
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
m_list_msg.ResetContent();//清空列表
m_receive=0;//重置接收消息数
m_send=0;//重置发送消息数
UpdateData(FALSE);
}
4、自定义字符画
voidCProject2Dlg:
:
DrawXin()
{
CStringTP_xin_str[7]=
{
"____",
"/\\~~~/\\",
",----(..)",
"/\\____/",
"/|(\\|(",
"^\\/___\\/\\|",
"|__||__|-“"
};
intTP_xin_int=7;
for(inti=0;i{
m_list_msg.AddString(TP_xin_str[i]);
}
}
5、自定义表情符号
switch(act.GetAt
(1))
{
case'm':
ShellExecute(NULL,NULL,"老人与海.mp3","wmplayer.exe",NULL,SW_SHOWMAXIMIZED);returnTRUE;
case'q':
AfxMessageBox("Quit");returnTRUE;
case'l':
AfxMessageBox("开心(*^ω^*)");returnTRUE;
case's':
AfxMessageBox("难过(╥﹏╥)");returnTRUE;
case'a':
AfxMessageBox("生气(▼皿▼#)");returnTRUE;
case'j':
AfxMessageBox("惊讶(⊙o⊙)");returnTRUE;
case'c':
AfxMessageBox("CircleOoOoOo");returnTRUE;
case'r':
//AfxMessageBox("Rectangle");
ShellExecute(NULL,"explore","C:
/windows/media",
NULL,NULL,SW_SHOWNORMAL);returnTRUE;
case'n':
DrawNiu();returnTRUE;
case'p':
DrawPhone();returnTRUE;
case'x':
DrawXin();returnTRUE;
default:
returnFALSE;
}
6、添加背景图片
voidCProject2Dlg:
:
OnPaint()
{
if(IsIconic())
{
CPaintDCdc(this);//devicecontextforpainting
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND,(WPARAM)dc.GetSafeHdc(),0);
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics(SM_CXICON);
intcyIcon=GetSystemMetrics(SM_CYICON);
CRectrect;
GetClientRect(&rect);
intx=(rect.Width()-cxIcon+1)/2;
inty=(rect.Height()-cyIcon+1)/2;
dc.DrawIcon(x,y,m_hIcon);//Drawtheicon
}
else
{
//CDialog:
:
OnPaint();
CPaintDCdc(this);
CRectrect;
GetClientRect(&rect);
CDCdcMem;
dcMem.CreateCompatibleDC(&dc);
CBitmapbmpBackground;
bmpBackground.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);//IDB_BITMAP是图对应的ID
BITMAPbitmap;
bmpBackground.GetBitmap(&bitmap);
CBitmap*pbmpOld=dcMem.SelectObject(&bmpBackground);dc.StretchBlt(0,0,rect.Width(),rect.Height(),&dcMem,0,0,
bitmap.bmWidth,bitmap.bmHeight,SRCCOPY);
}
}
7、改变背景色、字体大小颜色等
HBRUSHCProject2Dlg:
:
OnCtlColor(CDC*pDC,CWnd*pWnd,UINTnCtlColor)
{
HBRUSHhbr=CDialog:
:
OnCtlColor(pDC,pWnd,nCtlColor);
//TODO:
ChangeanyattributesoftheDChere
//设置显示字体
CFont*cFont=newCFont;
cFont->CreateFont(16,0,0,0,FW_SEMIBOLD,FALSE,FALSE,0,ANSI_CHARSET,OUT_DEFAULT_PRECIS,CLIP_DEFAULT_PRECIS,DEFAULT_QUALITY,DEFAULT_PITCH&FF_SWISS,"Arial");
if(pWnd==this)//改变整个界面背景色
{
HBRUSHbrush=CreateSolidBrush(RGB(199,237,204));
return(HBRUSH)brush;
}
switch(nCtlColor)
{
caseCTLCOLOR_STATIC:
//对所有静态文本控件的设置
{
pDC->SetBkMode(TRANSPARENT);//设置背景为透明
pDC->SetTextColor(RGB(255,255,0));//设置字体颜色
pWnd->SetFont(cFont);//设置字体
HBRUSHB=CreateSolidBrush(RGB(199,237,204));//创建画刷
return(HBRUSH)B;//返回画刷句柄
}
break;
default:
returnCDialog:
:
OnCtlColor(pDC,pWnd,nCtlColor);
}
//TODO:
Returnadifferentbrushifthedefaultisnotdesired
returnhbr;
}
(二)基于UDP/IP的计算机网络通信应用程序设计
一、实验目的和要求
1.通过本实验课程的学习,使学生能够理解UDP协议通信的基本原理。
2.通过运用WinSock接口编写网络通信应用程序,掌握UDP网络应用程序架构的设计思想。
3.学会设计利用UDP简单的应用层协议。
二、实验原理
UDP是无连接通信协议,UDP不保证可靠数据的传输,但能够向若干个目标发送数据,接收发自若干个源的数据。
简单地说,如果一个主机向另外一台主机发送数据,这一数据就会立即发出,而不管另外一台主机是否已准备接收数据。
如果另外一台主机收到了数据,它不会确认收到与否。
三、实验方案与实验步骤
服务器端
1.创建套接字并将套接字绑定到一个本地地址和端口上(create);
2.等待接收数据(ReceiveFrom);
3.关闭套接字。
客户端
1.创建套接字(create);
2.向服务器发送数据(sendto);
3.关闭套接字。
四、实验设备与器材配置
电脑、VC6.0
五、实验记录
1、界面
(1)输入:
IP设置、端口设置、输入内容;
(2)输出显示:
消息列表;
(3)按钮:
发送、清空列表、导出消息记录、退出。
图5.1界面设计
2、功能描述
(1)初始化:
客户机输入服务器IP后,点击开始聊天。
(a)客户端初始化
(b)服务器初始化
图5.2初始化
(2)客户机与服务器对话:
此时服务器并没有填写客户机的IP地址,能够接收到客户机发送的消息,并且获得发送方IP。
(a)客户机端界面
(b)服务器端界面
图5.3客户机与服务器对话
(a)客户机端界面
(b)服务器端界面
图5.3客户机与服务器对话
(3)输入/n在聊天对话框画一个牛,输入/p画一个电话
图5.4字符画
(4)输入/r会打开一个windows资源管理器,并打开指定的路径,当前设置的路径为:
C:
/windows/media
图5.7输入/r打开一个windows资源管理器
3、改进
(1)添加发送时间
通过函数time()、localtime()获得当前系统时间,能够显示发送接收时间,格式为年/月/日时/分/秒,添加到接收信息列表中信息首部。
(2)清空列表
通过函数m_list.ResetContent()实现清空列表。
(3)导出消息记录
通过函数m_list_msg.GetText()把列表中的信息写入字符串中,再利用文件读写函数fopen()、fwrite()、fclose()将字符串写入指定文件中。
图5.8导出消息记录到txt中
(4)输入/e打开指定网址,输入/t打开指定图片
图5.9输入指定字符执行相应的操作
(5)添加背景图片、改变控件背景色、字体等。
方法与实验
(一)中相同,不再赘述。
图5.10其他功能
六、实验总结
在原有程序的基础上,增加了保存消息记录、自定义协议等功能,同时修改了界面,但是对于MFC中按钮的界面设置仍然不太了解,尝试直接在WM_CTLCOLOR消息自动生成OnCtlColor()函数中进行设置,没有达到预期效果,希望在以后的学习过程中能够学到并解决这个问题。
通过这次实验,我对TCP协议和UDP协议各自的特点有了一定理解,能够判断在不同场合下应使用哪个协议,掌握并理解了它们的区别和各自的优缺点。
七、思考题或讨论题
1、结合所学知识与实验中的感受,说明TCP协议和UDP协议各自的优缺点。
在工业控制的现场中,要通过网络控制一台焊接机器人的运行,要求控制数据能正确传输。
试分析说明,采用哪种运输层协议比较好?
另外,网络中使用的IP电话服务采用的是哪种运输层协议?
为什么要采用这种协议?
并说明理由。
(1)TCP协议和UDP协议各自的优缺点:
TCP-有连接,所以握手过程会消耗资源,过程为可靠连接,不会丢失数据,适合大数据量交换;UDP-非可靠连接,会丢包,没有校验,速度快,无须握手过程;tcp需要首先建立连接,而udp只要绑定端口发送就行,tcp如果建立连接以后,能够保证传送的数据包次序,而udp则不能保证数据包到达的先后次序,甚至会丢包;编程时,TCP面向连接的,即每次收发数据之前必须通过connect建立连接,也是双向的,即任何一方都可以收发数据,协议本身提供了一些保障机制保证它是