短信收发系统设计.docx

1、短信收发系统设计项目设计报告 上海易嵌 项目名称： 短信收发系统设计 项目负责人： 汤汝 项目时间： 组员： 邵林、陈阳、余刚 概要设计部分一、设计需求使用TCP/IP协议模拟GSM协议设计短信收发系统。客户端要求1.客户端第一界面为写短信，收件箱，发件箱，已发件箱，草稿箱，短信设置。用户可自定义文件夹。2.写短信界面进入后需要输入收件人和短信内容，收件人可以从电话本模块中选择，也可以直接输入号码，如输入号码和电话本中存在记录匹配，需直接显示为电话本中姓名，输入完成后可进行发送操作或存入草稿箱。3.收件箱中存储从网络端收到的短信，收件箱中的短信按照接受时间排序，未读短信需要被标识。对收件箱的操

2、作包括删除短信（包括单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量，按发件人排序。单独对每个短信条目的操作包括删除，回复，转发，查看信息详情，将发件人保存至电话本，将短信内容中号码保存至电话本，将短信条目移至自定义文件夹。4.发件箱中保存正在发送中的短信，如发送成功，则短信转存至已发件箱中。如发送失败，则短信仍保存在发件箱中。对发件箱的操作包括删除短信（包括单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量。单独对每个短信条目的操作包括删除，转发，发送。5.已发件箱中保存发送成功的短信，对已发件箱的操作包括删除短信（包括单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量，按收件人排序。单独对每个短信条目的操

3、作包括删除，转发，查看信息详情，将收件人保存至电话本。6.草稿箱存储短信编辑的草稿，对草稿箱的操作包括删除短信（包括单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量。单独对每个短信条目的操作包括删除，发送。7.自定义文件夹由用户定义，用户可定义自定义文件夹名称。对自定义文件夹的操作包括删除文件夹，删除短信（包括单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量。对单条短信的操作同收件箱。用户可定义多个自定义文件夹。8.短信设置中条目项为 是否匿名发送，当前容量显示，自定义文件夹管理，是否开启发送报告，短消息服务中心设置，信息有效期，短信黑名单功能。自定义文件夹管理包括创建自定义文件夹，重命名自定义文件夹

4、，删除自定义文件夹。服务端要求服务器端需实现接收，存储和转发三种基本功能。另需根据SMS协议标准实现延时发送，定时发送，匿名发送，短信屏蔽功能。服务器端需启动守护进程。短信服务器：A、提供用户管理表B、提供短信发送日志并通知是否到达客户手机C、提供短信接收日志并响应客户端程序连接请求D、短信内容服务可主要分为点播和订阅两张，点播类型随机发生，用户需要该信息临时点播，为一次性服务，订阅信息由用户定制订阅关系，服务方按时向全部订阅者发送同样的信息E、手机用户在申请使用服务方所提供的信息服务前，需要注册。注册中要对手机用户进行验证，验证通过后注册成功限制性需求1 短信字符编码要求根据SMS协议实现。

5、2 客户端电话本条数最大200条。客户端短信最大条目数为300条。最大条目数指所有短信文件夹内包括的条目数总量。服务器端存储容量不做限制。四 安全性及可靠性需求1 要求网络传输非明码传输，并保证网络传输数据之可靠性。2 要求服务器端稳定安全。3 要求客户端存储安全。项目分配情况责任人任务备注汤汝总体设计报告，协议层的设计报告，以及实现与调试，应用层电话簿功能实现。确保协议层的实现，负责审核各个模块的设计，提供参考性意见。余刚服务器设计报告，服务器的实现与调试。确保服务器的稳定安全。陈阳、邵林应用层设计报告，应用层的实现与调试。良好的界面控制，程序的稳定与安全。全体成员对项目进行综合性调试与测试

6、。确保实现基本功能的前提下进行版本的升级。二、体统总体结构图三、模块介绍1.服务器负责人：余刚服务器设计为多线程程序，每次用户注册后创建线程为其提供服务。每次用户退出结束结束服务线程。服务器运行开启守护进程，负责写日志以及清理到期的发送失败短信。其响应流程图如下：每次用户开机时都与服务端建立连接，检查服器失败队列中是否有自己的消息。服务器收到后保存该用户的id号到数组中，并记录总个数。当用户关机后，服务器与他断开连接，删除数组中的id号，并个数减一。线程接收短信包后提取目的地址，分析目的地址，设置源地址，转发；线程处理流程如下：接收模块：当用户发送信息报时，服务器接收并保存。解析模块：将信息报

7、的信息解析出来（包括目的地址，源地址，大小，内容）存入结构体中。发送模块：将结构体发送到目的地址。提供短信发送日志并通知是否到达客户手机发送失败分析：1.若对方手机未开机，则服务器保存消息，等待用户开机后再发送。2.若是网络问题则重新发送，并确认是否接受成功。服务器数据结构：Struct list_fail_pack *head /失败队列头节点(全局)#define total 100 /服务器能接受客户端的个数int count 记录当前连接客户的个数Struct clientInt client_fd;/套接字描述符Char number12;/电话号码Pthread_t thread_

8、id;/线程IDStruct client *next; /用户连接时发送给服务器的结构体，记录用户信息Struct list_headStruct list_head *prev;Struct list_head *next;Struct fail_packStruct client_send_pack tmp;Struct time timestamp;/发送失败后保存的结构体Struct list_fail_packStruct List_head list_h；Struct fail_pack f_pack；/建立失败内容链表2.协议层协议层分为客户端和服务器两种；总共有两个线程，其中

9、接收线程一直存在系统中阻塞读取端口信息，接收到信息后解压解密后发送给应用层。发送线程由用户调用接口函数后开启发送线程，获得发送内容后压缩加密后再打包，发送至服务端。Struct client_send_pdu_head/客户发送数据包头部Unsigned char sca13;Unsigned char pdu_type;Unsigned char mr;Unsigned char da_len;/目的地址长度Unsigned char da_type;Unsigned char da11;/目的地址Unsigned char pid;Unsigned char dcs;Unsigned ch

10、ar vp;Unsigned char udl;/用户数据长度;Struct client_recv_pdu_head/客户接收数据包头部Unsigned char sca13;Unsigned char pdu_type;Unsigned char oa_len;/源地址长度Unsigned char oa_typeUnsigned char oa11;/源地址Unsigned char pid; Unsigned char dcs; Unsigned char scts7;Unsigned char udl;/用户数据长度;Struct client_send_pdu/客户端发送数据包 S

11、truct client_send_pdu_head head;Char buffer140;；Struct client_recv_pdu/客户端接收数据包Sturct client_recv_pdu_head head;Char buffer140;；协议层模块图：客户端协议层：服务端协议层：服务器协议需要修改数据包头部信息，在将发送用户填充到源地址里去；客户端协议层接口：/*应用层发送接口*/Unsigned int app_send(const char *app_buf, size_t buf_len,const char *number);/*应用层接收接口*/Unsigned i

12、nt app_recv(char *app_buf,size_t buf_len,char *number);服务器协议层接口：/*服务器发送接口*/Unsigned int ser_send(int dest_sockfd, struct client_recv_pdu *temp, size_t temp_size，const char *src_number);/*服务器接收接口*/Unsigned int ser_recv(int src_sockfd, struct client_send_pdu *temp, size_t temp_size);3.应用层模块短信系统设计短信应用层

13、概要流程图。应用层包括收件箱、写短信、发件箱、草稿箱、已发件箱、短信设置和私密信箱（自定义文件夹）七大功能，每个功能有各自的子功能。应用层通过两个进程进行短信收发及其它信息的传递。应用层将短信信息及各种标志传递给协议层，协议层经过处理发送给服务器，服务器通过处理后发送到指定客户端，经协议解析后发送给应用层。应用层读取信息并显示给用户。 应用层运行设计：应用程序由系统开机时启动协议层进程，短信进程和电话簿进程；其中启动协议层进程时注册用户到服务器；与服务器建立连接；短信进程中建立接收线程，阻塞接收服务器短信服务信息。在调用发送函数时，启动发送线程，发送完毕结束发送线程。电话簿进程提供联系人信息。

14、应用层运行流程图：应用层数据结构：typedef struct msm/短信结构体 char phnoenum11; /存放电话号码 char time15;/存放时间字符串，将时间命名为文件名 char *message; /存放短信内容MSM;详细设计部分1、服务器设计与分析（负责人：余刚）服务器应用层输入输出服务器输入项：协议层向服务器输入短信内容与目的号码以及服务器名字。协议层向服务器输入传输过来的短信包。服务器输出项：服务器向协议层输出短信内容和来信人地址，并向源客户端输出发送信息情况提示。二各个模块介绍：接收模块：/*函数功能：获取源地址。形参列表：struct client *h

15、ead 注册表数组头地址。Unsigned Char *number:得到的号码。Int Client_fd：客户的套接字。返回值：成功:1；失败：-1*/ Int get_src_addr(struct client *head, Unsigned Char *number，int client_fd);/*函数功能：ser_recv()接受到包后，通过get_dest_addr获得目的地址*查看是否是发给服务器的信息，还是发送给其他人的.若是发送给服*务器的，解析信息内容（a.点播；b.注册）。否则直接发出去。*参数：struct client_send_pdu *tmp：协议发来的包。*

16、返回值:1:成功；-1：失败*/Int isfirst_login(struct client_send_pdu *tmp);流程图：注册模块：/*函数功能：获取消息内容*形参列表： struct client_send_pdu temp /用户发送过来的包节点。*char *message：获取的消息；*返回值：成功:0；失败：-1*/Int get_message(struct client_send_pdu *temp ,char *message);/*功能：将用户的地址，线程号，sock_fd放入struct client结构体中。*形参列表：head:注册表数组的头地址，将新产生的

17、节点插入链表;*返回值flag：用来判断注册是否成功：1:成功，-1：失败*/Int login_user_list(struct client *head);流程图：/*函数功能：发送信息后返回给用户的信息.参数：struct client_send_pdu *tmp要返回的包。int flag=login_user_list（）.flag=1,将原包的buffer改为success返回；flag=-1,将包的buffer改为fail并将包发回对方*/Void Return_to_srcuser(struct client_send_pdu *tmp ，int flag)流程图：/*函数功能

18、：提供给注册函数调用。用户开机与服务器连接时查询服*务器失败队列中是否有自己的消息。有就发送。*参数：unsigned char *src:客户的地址.*List_head *head:失败队列的头节点*返回值：1：成功；-1：失败*/Int inquire_message(unsigned char *src, struct client_send_pdu *head);流程图：发送模块：/*函数功能：获取目的地址。因为包内的地址是用数组存放的，所以 *要先获得号码的长度len,在获取号码并将号码以字符串的形式存放。*struct client_send_pdu temp :用户发送过来的包

19、节点。*Unsigned Char *dest_addr:获得的目的地址。*成功为1；失败：-1*/ Int get_dest_addr(struct client_send_pdu *temp, Unsigned Char *dest_addr);流程图：/*函数功能:将获得的包发送给目的地址. 解析包获得目的地址，与*注册表里的地址匹配，若有，获得fd并发送出去；若无，将包放入*Struct list_fail_pack失败链表中.*将要发送出去的包结构体struct client_send_pdu *tmp。*目的地址：unsigned char *dest_addr*返回值：成功：1；

20、失败：-1*/Int send_out(struct client_send_pdu *tmp，unsigned char *dest_addr) ;流程图：/*函数功能：查找在注册表内是否有目的地址。 *参数：unsinged char *dest:目的地址. * struct client *head:注册表头节点。 *返回：成功：返回struct client *tmp;失败：-1*/Int Find_dest_addr(unsinged char *dest, struct client *head);流程图：/*函数功能：发送信息后返回给用户的信息.参数：struct client_

21、send_pdu *tmp要返回的包。int flag=login_user_list（）.flag=1,将原包的buffer改为success返回；flag=-1,将包的buffer改为fail并将包发回对方*/Void Return_to_srcuser(struct client_send_pdu *tmp ，int flag)流程图：权限设置模块：/*函数功能：客户连接时判断服务器是否接受*参数：count:当前连接的个数。* Total：总共可以接受的队列*返回值：1:成功；-1：失败*/Int Iseccept_client(int count，int total )流程图：删除模

22、块：/*功能：遍历失败队列，取得时间戳。 * 参数：struct client_send_pdu *head.：失败队列的头； * unsigned char *time：获得的时间戳 * 返回值：1：成功；-1：失败。*/Int inquire_failpack_time(struct client_send_pdu *head, unsigned char *time)流程图：/*功能：删除失败队列中的某个节点。*Struct list_fail_pack *head ：失败队列的头节点。*Struct list_fail_packtemp：要删除的节点。*返回值：成功返回1，失败返回-1

23、*/Int del_failpack(Struct list_fail_pack *head,Struct list_fail_pack *temp)；流程图：/*函数功能：用户退出时删除注册表的记录。*struct client head 注册表数组头地址；*pthread_id:要退出的用户线程号。*成功：返回1；失败：-1*/Int del_login(struct client head,thread_t pthread_id)流程图：/*功能：该线程获取当时时间，并检查失败队列每个节点的的时间戳，*若时间戳失效则删除该节点.*Struct list_fail_pack *head:失

24、败队列的头节点。*成功：1；失败：-1*/Int Over_time(Struct list_fail_pack *head)；流程图：守护进程：功能介绍：当服务器开启时，fork()创建守护进程。因为有进程间的通讯问题，所以先要建立一个共享内存区；建立日志表，当用户端通过服务器发送消息时，就更新日志表。该日志表主要用来记录发送的时间及短信的时间。二、协议层设计与分析（负责人：汤汝）协议层功能描述：协议层分为客户端协议与服务端协议，客户端协议主要负责对客户应用程序所需要发送的数据进行处理，处理模式符合标准的短信协议。并且与网络层进行通信，与服务器建立连接。具有极佳通用性和可移植性。通过接口与其

25、他层进行通信。服务器协议层主要工作在于与网络层进行通信，以及修改包头部信息。协议层输入项：应用层向协议层输入短信内容与目的号码以及服务器名字。网络层向协议层输入传输过来的短信包。协议层输出项：协议层向应用层输出短信内容和来信人地址。协议层向网络层输入需要发送的短信包。协议层接口和各个功能函数如下：1.客户端注册模块/* *user_register实现用户在服务器注册功能 *const char *servicer_name是服务器名字； *const char *number是用户的电话号码，作为服务器查找用户的唯一凭证 *电话号码最长11个字符； *const char *usrname是

26、用户用于实名注册用的用户名； *函数连接成功返回0(SUCCED)； *连接失败，返回3(FAIL); *服务器已满，返回1(FULL)； *服务器拒绝，返回2(REFUSE); */int user_register(const char *servicer_name, const char *number, const char *usrname);实现流程图：/* *test_number用于检测号码是否合法； *const char *number是用户提供的号码； *号码长度不合法，返回1(ERR_LEN)； *非法字符，返回-1(ERR_CHAR); *合法返回0(NOERROR)

27、; */int test_number(const char *number);实现流程图/* *register_pack_set设置注册用的数据包，目的地址为服务器号码00000， *内容为号码和用户名； *struct client_send_pdu *send_pack是客户发送数据包； *const char *number是用户号码， *const char *usrname是用户名，暂时不提供实名注册; *成功返回0； *失败返回1； */int register_pack_set(struct client_send_pdu *send_pack, const char *nu

28、mber,const char *usrname);实现流程图：/* *reply_pack_analysis用于解析客户端回复使用的数据包； *struct client_recv_pdu *send_pack是客户接收数据包； *成功注册：返回0(SUCCED)； *拒绝注册：返回1(REFUSE); *服务器已满：返回2(FULL); */int reply_pack_analysis(struct client_recv_pdu *recv_pack);实现流程图：2.客户端数据处理模块：/* *app_send给应用层提供发送接口; *const char *app_buf是应用层数

29、据指针； *size_t buf_len 应用层数据大小; *const char *dest_number 目的地号码; *成功返回发送字节数; *失败返回-1; */int app_send(const char *app_buf, size_t buf_len,const char *dest_number);实现流程图：/* *encrypt_app_data对应用层要发送的数据进行加密处理； *char *send_buf是应用层需要发送的数据 *size_t buf_len是用户数据大小; *该函数加密成功返回加密后数据大小； *失败返回-1; */int encrypt_app_

30、data(char *send_buf,size_t buf_len);实现流程图：/* *compress_app_data实现对应用层数据进行压缩； *即去掉每个字节的第八位 *char *send_buf是已加密的应用层数据 *size_t buf_len 是buf的大小 *成功返回压缩后数据大小 *失败返回-1； */int compress_app_data(char *send_buf,size_t buf_len);/* *app_recv给应用层提供接收接口 *char *app_buf 是应用层用于保存短信内容的buffer *size_t buf_len 应用层buffer大小 *char *src_number 是用于保存源地址号码 *成功返回接收字节数； *失败返回-1; */unsigned int app_recv(char *app_buf, size_t buf_len,char *src_numbe