基于Socket的即时通讯系统.docx

1、基于Socket的即时通讯系统评阅教师评语：课程设计成绩考勤成绩实做成绩报告成绩总评成绩指导教师签名：综合课程设计设 计 报 告论文题目： 基于Socket的即时通讯系统 学院（系）： 电子信息与自动化学院 班 级： 721 学生姓名： 学号 指导教师： 时间： 2011 年 6月 7日 到 2011 年 6 月 17日一、 设计目的通过综合课程设计，使学生能够运用数字信号处理、信号与系统、通信原理、面向对象的程序设计、计算机通信网、通信协议开发及应用等课程的知识来设计一个基于Socket的即时通讯系统，培养学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力。二、 设计内容一个基于Socket的即时通

2、讯系统的多人聊天软件三、 设计要求（一）基本要求1 熟练掌握面向对象的程序设计方法；2 实现点对点通讯，能进行文字对话传输，包括客户端与服务器端；3 能对系统参数进行配置。（二）提高要求1、实现文件、图片传输；2、语音对话（两人及两人以上）；3、友好的对话界面。四、 设计原理1 TCP/IP简介 TCP/IP的历史要追溯到70年代中期,当时ARPA为了实现异种网之间的互连(interconnection)与互通(intercommunication),大力资助网间网技术的研究和开发,于1977年到1979年推出目前形式的TCP/IP体系结构和协议规范.到今天,TCP/IP技术以及Interne

3、t网间网已经为广大计算机工作者,机算机厂商和机算机用户所接受.据统计,到1990年,Internet以包含遍布欧美的五千个活动网络,超过三十万台机算机.作为一种事实上的工标准,TCP/IP技术方兴未艾.2 TCP/IP的网络分层结构 对TCP/IP协议来说,TCP提供传输层服务,IP提供网络层服务.TCP/IP协议组(或Internet协议组)的分层结构及其与OSI模型的对应关系如图4所示.图中有关协议的名称及其基本含义如下: (1) TCP. 为传输控制协议(Transmission Control Protocol).它是提供给用户进程的一个可靠的全双工字节流的面向连接的协议.大多数Int

4、ernet应用程序使用TCP.因为TCP使用IP,所以整个Internet协议组也常称为TCP/IP协议组. (2) UDP. 为用户数据报协议 (User Datagram Protocol). (3) ICMP. 为网间报文控制协议 (Internet Control Message Protocol). (4) IP. 网间协议 (Internet Protocol). IP协议是为TCP,UDP和ICMP提供分组发送服务协议. (5) ARP. 地址转换协议. (6) RARP. 反向地址转换协议.3 Socket编程界面 (1) Socket 原理 Socket编程界面由4BSD U

5、NIX首先提出,目的是解决网间网进程通信问题.Socket接口为进程间通信提供了一种新的手段,它不但能用于同一机器中的进程之间的通信,而且支持网络通信功能.Socket具有类型,反应了对用户透明的通信特性. 一个完整的Socket连接用一个相关描述: 协议,本地地址,本地端口,远地地址,远地端口 Socket 是面向客户-服务器模型而设计的,针对客户和服务器程序提供不同的Socket系统调用. (2) Socket系统调用 不管Socket内部机制如何,它提供给应用程序员的最终界面是一组系统功能调用.下面,我们一一给出重要的Socket系统调用. 1. 创建 Socket - socket()

6、 调用格式如下: sockid = socket (af,type,protocol) af : 地址族,指本socket所用地址类型. type : 类型,指创建socket的应用程序所希望的通信服务器类型. protocol : 协议,指本socket请求的协议. 2. 指定本地地址 - bind()调用 bind()将本地socket地址与所创建的socket联系起来,即将本socket地址赋予socket,以指定本地半相关.bind()的作用相当于给socket命名,调用格式为: bind (sockid,localaddr,addrlen) sockid : socket号. loc

7、aladdr : 本地socket地址. addrlen : 地址长度. 3. 建立socket连接 - connect () 与 accept ()调用 这两个系统调用用于完成整个相关的建立.其中connect用于建立连接 .调用格为: connect (sockid,destaddr,addrlen) destaddr : 指向对方socket地址(信宿地址)结构的指针. accept : 用于面向连接的服务器,其调用格式为: newsock = accept (sockid,clientaddr,paddrlen) clientaddr : 指向客户socket地址指针. paddrle

8、n : 客户socket地址长度. 4. listen() 调用 此调用用于面向连接服务器,表明它愿意接收连接,listen()在accept()之前调用,格式为: listen (sockid,quelen) quelen : 请求队列长度. 5. 发送数据 - write(),writev(),send()与sendto(),sendmsg() 用于socket数据发送的系统调用一共有五个,其中三个,write(),writev()和send()用于面向连接传输,其余两个用于无连接传输.面向连接的调用可以不指定信宿地址,而无连接的调用必须指定.假如无连接socket的双方均调用过conne

9、ct(),可以认为是建立有连接的socket,也可以面向连接调用发送数据. 三个面向连接调用三者的格式大致相同: write (sockid,buff,bufflen) : 缓冲发送 writev (sockid,iovector,vectorlen) : 集中发送 send (sockid,buff,bufflen,flags) : 可控缓冲发送 其中buff指向发送缓冲区的指针,bufflen是发送缓冲区大小. 用于无连接数据发送的调用有两个: sendto (sockid,buff,bufflen,flags,dsadd,addrlen) sendmsg (sockid,message,

10、flags):可控集中无连接发送. 6. 接收数据 - read(),readv(),recv()与recvfrom(),recvmsg() 接收数据与发送数据系统调用是一一对应的,两者参数的最大区别是,前者buffer是一个指针,其所指单元初值为欲读数据长度,调用后的值是实际读出的值.4 客户-服务器模型的Socket实现框架 1)客户-服务器模型时序图 下图是面向连接客户-服务器模型的典型时序图 服务器 客户 socket() socket() bind() bind() listen() accept() 等待客户连接请求 阻塞 connect() read() write() 2)服务

11、器socket地址的确定在客户-服务器模型中,所有的作用者都是客户首先发起的(如连接请求,服务请求等),因此客户必须要知道服务器socket地址,另外,客户调用服务器之前,可以在命令行中给出服务器所在主机的域名,根据域名可以获得服务器主机的地址,系统调用为:hp=gethostbyname(host).其中host可以是服务器主机域名,返回hp是一个指向主机地址结构的指针。五、 软件设计（附程序流程图、源程序清单）1. 程序流程图2.源程序清单void CChatRoomDlg:DlgAllInit() CheckRadioButton(IDC_RADIO_CLIENT, IDC_RADIO_

12、SERVER, IDC_RADIO_CLIENT); SetDlgItemText(IDC_IP_ADDR, _T(127.0.0.1); / 初始化ip地址为本机地址。 SetDlgItemText(IDC_CONNECT_PORT, _T(5566); / 初始化端口。 SetDlgItemText(IDC_LISTEN_PORT, _T(5566);EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE); EnableWindow(IDC_LISTEN_PORT, FALSE); EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE); EnableW

13、indow(IDC_START_SERVER, FALSE); EnableWindow(IDC_STATIC_LISTEN_PORT, FALSE); / 初始化按键启用or禁用。 EnableWindow(IDC_SENDMSG, FALSE);BOOL CChatRoomDlg:EnableWindow(UINT uID, BOOL bEnable) return GetDlgItem(uID)-EnableWindow(bEnable);void CChatRoomDlg:ExtendDiaog(BOOL bShow) static CRect m_DlgRectLarge(0, 0,

14、 0, 0); static CRect m_DlgRectSmall(0, 0, 0, 0); static CRect m_GroupRectLarge(0, 0, 0, 0); static CRect m_GroupRectSmall(0, 0, 0, 0); / 设置 窗口大小 if ( m_DlgRectLarge.IsRectNull() ) GetWindowRect(&m_DlgRectLarge); m_DlgRectSmall = m_DlgRectLarge; m_DlgRectSmall.right -= 220; :GetWindowRect(GetDlgItem(

15、IDC_FRAME)-GetSafeHwnd(), &m_GroupRectLarge); m_GroupRectSmall = m_GroupRectLarge; m_GroupRectSmall.right -= 220; / 设置 窗口 伸缩大小范围 if ( bShow ) bShowAll = TRUE; SetWindowPos(NULL, 0, 0, m_DlgRectLarge.Width(), m_DlgRectLarge.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE); :SetWindowPos(GetDlgItem(IDC_FRAME)-Get

16、SafeHwnd(), NULL, 0, 0, m_GroupRectLarge.Width(), m_GroupRectLarge.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE); else bShowAll = FALSE; SetWindowPos(NULL, 0, 0, m_DlgRectSmall.Width(), m_DlgRectSmall.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE); :SetWindowPos(GetDlgItem(IDC_FRAME)-GetSafeHwnd(), NULL, 0, 0, m_Group

17、RectSmall.Width(), m_GroupRectSmall.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE); void CChatRoomDlg:OnBnClickedNetset() if ( bShowAll ) ExtendDiaog(FALSE); else ExtendDiaog(TRUE); / 设置按键“网络设置”的作用 void CChatRoomDlg:OnBnClickedStartServer() m_hListenThread = CreateThread(NULL, 0, ListenThreadFunc, this, 0, NU

18、LL);void CChatRoomDlg:ShowMsg(CString strMsg) m_MsgEdit.SetSel(-1, -1); m_MsgEdit.ReplaceSel(strMsg+_T(rn);void CChatRoomDlg:RemoveClientFromArray(CClientItem in_Item) for( int idx = 0; idx ) + strMsg; ShowMsg(strMsg); SendClientsMsg(strMsg); else if (m_bIsServer = FALSE) CString strTmp = _T(张智超的客户端

19、：) + strMsg; ShowMsg(strTmp); int iSend = send(m_ConnectSock, (char *)strMsg.GetBuffer(), strMsg.GetLength()*sizeof(TCHAR), 0); strMsg.ReleaseBuffer(); else AfxMessageBox(_T(请您先进入聊天室！); SetDlgItemText(IDC_INPUT_MSG, _T(); / socket 基本应用void CChatRoomDlg:OnBnClickedStartClient() m_hConnectThred = Crea

20、teThread(NULL, 0, ConnectThreadFunc, this, 0, NULL);void CChatRoomDlg:SendClientsMsg(CString strMsg, CClientItem *pNotSend) TCHAR szBufMAX_BUF_SIZE = 0; _tcscpy_s(szBuf, MAX_BUF_SIZE, strMsg); for( INT_PTR idx = 0; idx m_Socket != m_ClientArray.GetAt(idx).m_Socket | pNotSend-hThread != m_ClientArray

21、.GetAt(idx).hThread | pNotSend-m_strIp != m_ClientArray.GetAt(idx).m_strIp) send(m_ClientArray.GetAt(idx).m_Socket, (char *)szBuf, _tcslen(szBuf)*sizeof(TCHAR), 0); void CChatRoomDlg:OnEnChangeInputMsg() CString strMsg; GetDlgItemText(IDC_INPUT_MSG, strMsg); if ( strMsg.IsEmpty() ) EnableWindow(IDC_

22、SENDMSG, FALSE); else EnableWindow(IDC_SENDMSG); void CChatRoomDlg:StopClient() bShutDown = TRUE; DWORD dwRet = WaitForSingleObject(m_hConnectThred, 1000); if ( dwRet != WAIT_OBJECT_0 ) TerminateThread(m_hConnectThred, -1); closesocket(m_ConnectSock); m_hConnectThred = NULL; m_ConnectSock = INVALID_

23、SOCKET; m_bIsServer = -1; bShutDown = FALSE;void CChatRoomDlg:StopServer() UINT nCount = m_ClientArray.GetCount(); HANDLE *m_pHandles = new HANDLEnCount+1; m_pHandles0 = m_hListenThread; for( int idx = 0; idx nCount; idx+ ) m_pHandlesidx+1 = m_ClientArray.GetAt(idx).hThread; bShutDown = TRUE; DWORD

24、dwRet = WaitForMultipleObjects(nCount+1, m_pHandles, TRUE, 1000); if ( dwRet != WAIT_OBJECT_0 ) for( INT_PTR i = 0; i m_ClientArray.GetCount(); i+ ) TerminateThread(m_ClientArray.GetAt(i).hThread, -1); closesocket(m_ClientArray.GetAt(i).m_Socket); TerminateThread(m_hListenThread, -1); closesocket(m_

25、ListenSock); delete m_pHandles; m_hListenThread = NULL; m_ListenSock = INVALID_SOCKET; m_bIsServer = -1; bShutDown = FALSE;void CChatRoomDlg:OnBnClickedStopClient() StopClient(); ShowMsg(_T(停止客户端成功！); EnableWindow(IDC_START_CLIENT); EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE);void CChatRoomDlg:OnBnClickedS

26、topServer() StopServer(); ShowMsg(_T(停止服务器成功！); EnableWindow(IDC_START_SERVER); EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE);void CChatRoomDlg:OnBnClickedRadioClient() int iRet = -1; if ( m_bIsServer = TRUE ) int iRet = MessageBox(_T(您是聊天室的服务器端，如果您退出，所有的客户端都将掉线！rn您确定退出吗？), _T(提示), MB_OKCANCEL | MB_ICONWARNI

27、NG); if ( iRet = IDOK ) StopServer(); else CheckRadioButton(IDC_RADIO_CLIENT, IDC_RADIO_SERVER, IDC_RADIO_SERVER); if ( iRet = IDOK | m_bIsServer = -1 ) EnableWindow(IDC_IP_ADDR); EnableWindow(IDC_CONNECT_PORT); EnableWindow(IDC_STATIC_SERVER_IP); EnableWindow(IDC_STATIC_SERVER_PORT); EnableWindow(IDC_START_CLIENT); EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE); EnableWindow(IDC_LISTEN_PORT, FALSE); EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE); EnableWindow(IDC_START_SERVER, FALSE); EnableWindow(IDC_STATIC_L