TCPIP大作业-基于TCP的网络通信编程C语言版(江南大学).doc

tcp/ip协议编程大作业课题名称 基于tcp的网络通信 专 业 计算机科学与技术 班 级 计算机1206 学 号 学生姓名 物联网工程学院摘 要此tcp/ip课程设计实现了基于tcp的客户/服务器通信程序，具体实验过程通过有连接服务为主体，无连接服务为辅并利用事件对象i/o管理来实现。客户机具有注册，登陆，单聊，私聊，在线人数列表，退出等功能。目 录一、 总体设计41、基本通信协议选取42、通信过程设计43、通信过程数据包设计44、 程序流程图5二、 客户端程序61、功能：62、原理：63、程序清单6三、 服务器端程序191、功能：192、原理：193、程序清单：19四、 运行结果351、 服务器端截图352、客户端截图371、 总体设计1、基本通信协议选取tcp (transmission control protocol)和udp(user datagram protocol)协议属于传输层协议。tcp提供ip环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。而udp则不为ip提供可靠性、流控或差错恢复功能。tcp对应的是可靠性要求高的应用，而udp对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。本次实验基于tcp/ip协议利用事件对象i/o管理实现基本的聊天功能，包括注册，登录，群聊，私聊及在线人数统计。2、通信过程设计2.1客户端设计a. 本地服务器主要功能：1）接收远程服务器转发的消息并显示消息。b. 本地客户端主要功能：1）发送建立tcp连接的请求操作；2）发送注册信息，登陆消息及退出请求；3）发送群聊消息，私聊消息，在线人数统计及退出请求。2.2服务器端设计a. 远程服务端主要功能：1）监听客户端的连接请求；2）提供注册服务，验证登陆请求和验证功能；3）查看在线人数，发送在线状态；4）发送群聊消息及私聊消息。3、通信过程数据包设计3.1客户端数据包设计：a.注册：0user(用户名)password(密码)b.登陆：1user(用户名)password(密码)c.聊天：0）群聊：2user(用户名)str(内容)1）单聊：5str1(单聊对象名)user(用户名)*str(内容)2）在线用户4user(用户名)str(内容)3）退出（登录）：3user(用户名)3.2服务端数据包设计：a.注册应答：00注册成功01注册失败用户名已存在b.登陆应答：10登陆成功12用户名不存在11密码不正确1该用户已登陆c.聊天：1)单聊：61单聊对象不在线50单聊对象在线60单聊对象不存在2)群聊：30广播消息31非正确用户的消息，不广播3)在线人数：40显示当前在线人数并发给查询客户4、 程序流程图2、 客户端程序1、功能：1.1注册：向服务器发送注册信息。然后接收服务器返回的应答信息。1.2登陆：向服务器发送登陆信息。接收服务器返回的应答信息。1.3聊天：登陆成功后,选择群聊或单聊进行聊天，选择在线用户可进行查询当前在线用户，选择退出可退出登录。a.单聊：从在线用户中选择一个，与其单聊b.群聊：向所有在线的用户发送消息c.退出聊天：退出此次聊天，但不断开连接d.退出登陆，断开连接，退出时不需要发送下线信息，直接退出1.4面向连接的客户/服务器程序工作模型：2、原理：客户机在注册或登陆时首先和服务器连接，注册完或登陆失败断开连接，登陆成功不断开连接，使用send和recv发送接收数据，根据上述的数据报的定义，发送相应的数据报。3、程序清单3.1客户端接收器（本地服务器）代码#include#include#include#include#pragma comment(lib,ws2_32.lib)#define default_port 5051/for recv#define buffer_length 1000void mysendmessage(socket ssocket,char *response,int responselen, struct sockaddr* cli,int clilen);void main()int iport=default_port;wsadata wsadata;socket ssocket,wchyssocket;int ilen,wchyilen;int isend;int irecv;char send_buf1000;char recv_bufbuffer_length;struct sockaddr_in ser,cli,wchy;printf(-n);printf(cserver waitingn);printf(-n);if(wsastartup(makeword(2,2),&wsadata)!=0)printf(failed to load winsock.n);return;ssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(ssocket=invalid_socket)printf(socket()faild:%dn,wsagetlasterror();return;ser.sin_family=af_inet;ser.sin_port=htons(iport);ser.sin_addr.s_addr=htonl(inaddr_any);if(bind(ssocket,(lpsockaddr)&ser,sizeof(ser)=socket_error)printf(bind()faild:%dn,wsagetlasterror();return;ilen=sizeof(cli);memset(recv_buf,0,sizeof(recv_buf);while(1)/接收数据包 确定cli 表示 cli存有客户端发来的 ip和port irecv=recvfrom(ssocket,recv_buf,buffer_length,0,(sockaddr*)&cli,&ilen);if(irecv=socket_error)printf(recvfrom()faild:%dn,wsagetlasterror();return;else if(irecv=0) break;else / 接收到了正确数据/printf(+%sn,recv_buf);/控制信息的种类有00 01 10 11 12 20 21 30 31/00注册成功 01 注册失败 10登陆成功 11.12表示登陆失败 20表示一次成功会话 21表示错误会话 30表示成功推出 31表示错误推出switch(recv_buf0)case 0:if(recv_buf1=0)printf(注册成功n);else printf(注册失败n);break;case 1:if(recv_buf1=0)printf(登陆成功n);wchy.sin_family=af_inet;wchy.sin_port=htons(5053);wchy.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);wchyssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchyssocket=invalid_socket)printf(socket()failed:%dn,wsagetlasterror();return;wchyilen=sizeof(wchy);strcpy(send_buf,#);mysendmessage(wchyssocket,send_buf,sizeof(send_buf),(struct sockaddr*)&wchy,wchyilen);else if(recv_buf1=)printf(已经在其他地方登陆n);wchy.sin_family=af_inet;wchy.sin_port=htons(5053);wchy.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);wchyssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchyssocket=invalid_socket)printf(socket()failed:%dn,wsagetlasterror();return;wchyilen=sizeof(wchy);strcpy(send_buf,*);mysendmessage(wchyssocket,send_buf,sizeof(send_buf),(struct sockaddr*)&wchy,wchyilen);elseprintf(登陆失败n);wchy.sin_family=af_inet;wchy.sin_port=htons(5053);wchy.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);wchyssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchyssocket=invalid_socket)printf(socket()failed:%dn,wsagetlasterror();return;wchyilen=sizeof(wchy);strcpy(send_buf,);mysendmessage(wchyssocket,send_buf,sizeof(send_buf),(struct sockaddr*)&wchy,wchyilen);break;case 2:printf(群聊%sn,recv_buf+2);break;case 4:printf(在线用户列表：%sn,recv_buf+2);break;case 5:printf(单聊);wchy.sin_family=af_inet;wchy.sin_port=htons(5053);wchy.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);wchyssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchyssocket=invalid_socket)printf(socket()failed:%dn,wsagetlasterror();return;wchyilen=sizeof(wchy);strcpy(send_buf,%);mysendmessage(wchyssocket,send_buf,sizeof(send_buf),(struct sockaddr*)&wchy,wchyilen);printf(%sn,recv_buf+2);break;case 6:if(recv_buf1=0)printf(单聊对象不存在n);wchy.sin_family=af_inet;wchy.sin_port=htons(5053);wchy.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);wchyssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchyssocket=invalid_socket)printf(socket()failed:%dn,wsagetlasterror();return;wchyilen=sizeof(wchy);strcpy(send_buf,);mysendmessage(wchyssocket,send_buf,sizeof(send_buf),(struct sockaddr*)&wchy,wchyilen);else if(recv_buf1=1)printf(单聊对象未在线n);wchy.sin_family=af_inet;wchy.sin_port=htons(5053);wchy.sin_addr.s_addr=inet_addr(127.0.0.1);wchyssocket=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchyssocket=invalid_socket)printf(socket()failed:%dn,wsagetlasterror();return;wchyilen=sizeof(wchy);strcpy(send_buf,&);mysendmessage(wchyssocket,send_buf,sizeof(send_buf),(struct sockaddr*)&wchy,wchyilen);break;closesocket(ssocket);wsacleanup();void mysendmessage(socket ssocket,char *response,int responselen, struct sockaddr* cli,int clilen)int isend;/int sendto ( socket s , const void * msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr * to , int tolen ) ;isend=sendto(ssocket,response,responselen,0,(sockaddr*)cli,clilen);/isend=sendto(sclient,send_buf,sizeof(send_buf),0,(struct sockaddr*)&ser,ilen);if(isend=socket_error)printf(sendto()failed.:%dn,wsagetlasterror();else if(isend=0) ;else/printf(sendto() succeeded !n);/printf(-n);3.1客户端代码#include #include #include #pragma comment(lib, ws2_32.lib)#define buffer_size 1024void mysendmessage(socket ssocket,char *response,int responselen);int main(int argc, char *argv)wsadata wsadata;sockaddr_in ser,cli;socket sclient,wchysclient;int ilen,wchyilen;int irecv;char send_buf1000;char recv_bufbuffer_size;if (wsastartup(makeword(2, 2), &wsadata) != 0)printf(wsastartup()n);return 0;printf(手动连接模式中.n);char szserver256;/连接的服务器地址，ip地址printf(请输入即将连接的服务器ip地址:);gets(szserver);ser.sin_family = af_inet;ser.sin_port = htons(5050);ser.sin_addr.s_addr = inet_addr(szserver);char user20,password20;char str100,str1100,wchystr100;bool haslogin=false;/只能绑定一次，开始放在了循环里，555wchysclient=socket(af_inet,sock_dgram,0);if(wchysclient=invalid_socket)printf(socket()faild:%dn,wsagetlasterror();return 0;cli.sin_family=af_inet;cli.sin_port=htons(5053);cli.sin_addr.s_addr=htonl(inaddr_any);if(bind(wchysclient,(lpsockaddr)&cli,sizeof(cli)=socket_error)printf(bind()faild:%dn,wsagetlasterror();return 0;wchyilen=sizeof(cli);memset(recv_buf,0,sizeof(recv_buf);sclient = socket(af_inet, sock_stream, 0);if (sclient = invalid_socket)printf(socket()n);return 0;if (connect(sclient, (sockaddr*)&ser, sizeof(ser) = invalid_socket)printf(socket()n);return 0;elsebool haslogin=false;while(!haslogin)printf(-n);printf(0.注册n);printf(1.登陆n);printf(2.退出n);printf(请输入相应的数字:n);scanf(%s,&str);switch(str0)case 0:printf(用户名：);scanf(%s,user);printf(密 码：);scanf(%s,password);strcpy(send_buf,0);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,);strcat(send_buf,password);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);break;case 1:printf(用户名：);scanf(%s,user);printf(密 码:);scanf(%s,password);strcpy(send_buf,1);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,);strcat(send_buf,password);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);irecv=recvfrom(wchysclient,recv_buf,buffer_size,0,(sockaddr*)&cli,&wchyilen);if(irecv=socket_error)printf(recvfrom()faild:%dn,wsagetlasterror();return 0;else if(irecv=0) break;else / 接收到了正确数据printf(recv:%sn,recv_buf);if(recv_buf0=&recv_buf1=)haslogin=0;system(cls);printf(登录失败！请重新登录或注册后登录_n);if(recv_buf0=*&recv_buf1=*)haslogin=0;system(cls);printf(已经在其他地方登陆n);printf(登录失败！请重新选择用户登录或注册后登录_n);if(recv_buf0=#&recv_buf1=#)haslogin=1;system(cls);printf(登录成功_n);bool wchyhaslogin=false;while(!wchyhaslogin)printf(-n);printf(0.群聊n);printf(1.单聊n);printf(2.在线用户n);printf(3.退出n);printf(请输入相应的数字:n);scanf(%s,&wchystr);switch(wchystr0)case 0:wchyhaslogin=1;printf(输入exit退出。n);printf(-n);while(wchyhaslogin)printf();scanf(%s,&str);if(strcmp(str,exit)!=0)strcpy(send_buf,2);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,);strcat(send_buf,str);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);elsesystem(cls);wchyhaslogin=0;break;case 1:wchyhaslogin=1;printf(请输入单聊对象的用户名：);scanf(%s,&str1);strcpy(send_buf,5);strcat(send_buf,str1);strcat(send_buf,);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,*);strcat(send_buf,_welcome_to_single_chat.);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);irecv=recvfrom(wchysclient,recv_buf,buffer_size,0,(sockaddr*)&cli,&wchyilen);if(irecv=socket_error)printf(recvfrom()faild:%dn,wsagetlasterror();return 0;else if(irecv=0) break;else / 接收到了正确数据/printf(recv:%sn,recv_buf);if(recv_buf0=&recv_buf1=)wchyhaslogin=0;system(cls);printf(单聊对象不存在，退出了单聊模式n);if(recv_buf0=&recv_buf1=&)wchyhaslogin=0;system(cls);printf(单聊对象未在线，退出了单聊模式n);if(recv_buf0=%&recv_buf1=%)printf(输入exit退出。n);printf(-n);while(wchyhaslogin)printf();scanf(%s,&str);if(strcmp(str,exit)!=0)strcpy(send_buf,5);strcat(send_buf,str1);strcat(send_buf,);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,*);strcat(send_buf,str);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);elsesystem(cls);wchyhaslogin=0;break;case 2:strcpy(send_buf,4);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,);strcat(send_buf,str);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);system(cls);break;case 3:strcpy(send_buf,3);strcat(send_buf,user);strcat(send_buf,);mysendmessage(sclient, send_buf, sizeof(send_buf);haslogin=0;wchyhaslogin=1;system(cls);break;default:system(cls);printf(请输入正确信息n);break;break;case 2:exit(0);break;default:system(cls);printf(请输入正确信息);system(pause);closesocket(sclient);wsacleanup();return 0;void mysendmessage(socket ssocket,char *response,int responselen)int isend;isend=send(ssocket,response,responselen,0);if(isend=socket_error)printf(send()failed.:%dn,wsagetlasterror();else if(isend=0) ;else/printf(send() succeeded !n);printf(-n);3、 服务器端程序1、功能：1.1接收客户机发来的注册信息，给客户注册。其中注册的信息记录在当前文件夹下的config.txt中，注册时，检查用户名是否已存在。如果注册信息合格，那么将用户名和密码记录在文件中。向客户机发送注册结果。1.2接收客户机发来的登陆信息。获取用户名和密码，在文件中查找用户名和密码是否合法。如果合法，开始聊天。否则，返回错误信息。用户登陆成功后，选择群聊或单聊进行聊天，选择在线用户可进行查询当前在线用户，选择退出可退出登录。1.3接收客户机发来的聊天信息。将聊天信息转发给所有在线的ip。其中聊天信息有两类：a）单聊：客户机指定在线用户中的一个用户名，与其进行聊天。b）群聊：客户机向所有在线的用户发送消息。1.4面向连接的客户/服务器程序工作模型：2、原理：服务器使用事件对象i/o模式，监听套接口开启监听，创建事件，注册接收连接事件和关闭套接口事件。发生接收连接事件后，创建新事件，注册读事件和关闭套接口事件，保存响应的套接字，客户机的ip，是否登陆等必要信息。3、程序清单：3.1头文件/deal.hint finduser(userdata *data,int num,char *name)int i;for(i=0;iusername)=0) return i;return -1;void deal(char *str,userdata *data,int &num,char *response,char *ip)char userusernamelen;char passpasswordlen;/第一位字符是功能号 / 0 注册/ 1 登陆/ 2 会话/ 3 退出int i,t;if(str0=0)/注册的消息格式为 0+name+passwordfor(i=1;iusername,user);strcpy(datanum-password,pass);datanum-log=0;memset(datanum-ip,0,sizeof(datanum-ip);printf(%s 用户注册成功n,user);/-注册完成/返回成功信息strcpy(response,00);/第一位是功能号 第二位是状态号 0表示成功 1表示失败savedata(data,num);else/failprintf(%s 用户注册失败n,user);/-注册失败strcpy(response,01);else if(str0=1)/登陆的消息格式为 1+name+passwordfor(i=1;ipassword);if(strcmp(pass,datat-password)=0 & datat-log=0)/密码验证成功printf(%s 登陆成功n,user);datat-log=1;strcpy(datat-ip,ip);strcpy(response,10);else if(strcmp(pass,datat-password)=0 & datat-log=1)printf(%s 已经在其他地方登陆n,user);strcpy(response,1);elseprintf(%s 登陆密码错误n,user);strcpy(response,11);elseprintf(%s 用户不存在，登陆失败n,user);strcpy(response,12);else if(str0=2)/会话的消息格式为 2+name+(message)for(i=1;iusername,user)=0 & strcmp(datat-ip,ip)=0)/表示确实是正确用户发来的会话strcpy(response,20);strcat(response,user);strcat(response,:);strcat(response,str+i+1);printf(%s:%sn,user,str+i+1);elsestrcpy(response,21);printf(非正确用户发来会话，不予处理!n);else if(str0=