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基于基于 NETBIOSNETBIOS 的聊天工具的聊天工具 毕业设计 论文 共 21 页 完成日期 2009 年 5 月 17 日 答辩日期 2009 年 5 月 23 日 I 摘摘 要要 从实际工程应用角度出发 以计算机网络原理为指导 结合当前网络中的一些常用技 术 编程实现基于 NETBIOS 的网络聊天工具 该聊天工具具有聊天功能 添加删除好友 个 人信息管理等等 其他功能待实现 如语音聊天 文件传输 图片发送等 该论文主要对当 今聊天软件的发展情况 与该聊天软件相关的各种技术以及该聊天工具的实现做了一个 详细的阐述 1 作为计算机网络的应用之一聊天工具 受到了用户的普遍爱好 它把人们带进了一 个虚拟的网络世界 大大的加深了人们之间的联系 从单一的文本聊天 到语音聊 天以及到现在的图像 视频聊天 及时短信的发送和在线游戏等功能的开发 已经 大大的拓展了聊天工具的概念 它将会作为未来人们通过因特网相互联系和娱乐的 主要平台 2 聊天工具的开发主要用到了网络通信技术 3 该聊天软件基于 NETBIOS 通信 在此基础上 实现点对点聊天等 4 该聊天工具可以运行于任何支持 NETBIOS 协议的机器上 5 由于系统采用 c s 结构 客户端与客户端以及客户端与服务器端需要传送一些控制 消息 因此系统需要自定义一些消息类型 这是该聊天工具的又一大关键之处 关键词关键词 网络通信 NETBIOS 聊天 语音聊天 文件传输 目录 第第 1 1 章章绪绪 论论 1 1 1 1 项目开发的背景 1 1 2 项目开发的主要内容 4 1 3 项目开发的意义 4 1 4 项目开发的过程 4 第第 2 2 章章系统分析系统分析 5 5 2 1 对已有聊天软件的分析 5 2 2 系统有关的技术 6 2 2 1网络通信技术 6 2 3 系统方案说明 6 2 3 1可选择的其他系统方案 6 2 3 2本系统的方案 7 2 4 系统任务概述 7 2 5 系统其他要求 7 2 5 1系统性能要求 7 2 5 2系统环境要求 8 第第 3 3 章章系系 统统设设 计计 9 9 3 1 系统的软件结构 9 3 3 系统数据结构设计 9 3 4 系统界面设计 12 第第 4 4 章章系统系统实实现现 1313 4 1 功能规定 13 4 2 未实现源代码分析 14 4 2 1接受语音数据线程源代码分析 14 第第 5 5 章章测试与测试与使使用用 1616 5 1 测试目标 16 5 2 测试方法 16 5 3 测试结果 17 5 4 使用简介 17 第第 6 6 章章总总 结结 1818 致谢致谢 2020 参考文献参考文献 2121 健雄职业技术学院毕业设计 论文 1 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1 11 1项目开发的背景项目开发的背景 自从上世纪中叶第一台计算机诞生以来 计算机越来越走进人们的生活当中 特别 是随着计算机网络的发展 把全世界的人们紧密的联系在一起 大大的扩展了计算机的 功能 人们越来越离不开计算机了 如今 作为网络应用之一的聊天工具 越来越受到 人们的欢迎和重视 现在已有的聊天软件和聊天工具不胜枚举 流行的主要有 QQ ICQ MSN Message NetMeeting mIRC 和郎码 UC 和各种的网页聊天室等 这些软件特 别是 QQ 升级很快 其功能是越来越来强大 将代表着聊天软件的发展方向 目前 聊天 软件的功能除了最基本的文本聊天 已经可以语音聊天 图像聊天 视频聊天 文件传 输等三维聊天 还发展了短信发送 无线聊天 在线游戏等功能 可以预见在不久的将 来 聊天软件将成为人们通过因特网相互联系和娱乐的主要平台 然而这些软件的一个 共同的缺点是采用了 c s 的结构模式 如果服务器出现故障 则这个聊天系统都将瘫痪 该毕业设计课题为基于 netbios 的聊天工具的设计与实现 它是在 netbios 通信和文本聊天 的基础上来实现语音聊天 文件传输 从一开始就要求该聊天软件能够自建服务器 它 能够被应用在一个个独立的自治系统中 灵活性很大 该项目的开发过程大致是这样的 可以分为三个大的阶段 第二阶段就是软件的设计与实现 从 5 月 1 号到 5 月 3 号 是该软件的需求分析与初 步设计以及实现阶段 这是该软件的第一个模型 从 5 月 4 号到 5 月 6 号是对软件的结 构进行改进的阶段 这是该软件的第二个模型 从 5 月 6 号到 5 月 10 号 加入聊天功能 从 5 月 11 日至 5 月 12 日 对界面做了改进 从这也可以说 该软件的总体开发模式采 用原型演化的开发模型 因为这个项目只是个人开发 而且先前对有些知识不是很了解 所有这些都是采用原型开发的必然因素 现在该项目已经基本上完成了所有的要求 还 扩展了一些功能 软件由我个人负责 采用原型的开发模型 分成通信模块 文本聊天的模块等主要的 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 2 几大模块 该项目规模适中 适合一个人工作 软件开发到最后提交总共用了 15 天 作为如今流行的聊天软件之一 QQ 功能已经非常强大 基本上朝着三个大的方向发展 即个人及时通信 企业实时通信和娱乐资讯 它的功能主要有 可以看出 聊天软件的发展方向是三维化 人性化 综合化 作为另一种聊天软件形式 网页聊天室也受到用户的普遍欢迎 网页聊天室的优点就 是很好的利用了浏览器的功能 用户不需要安装任何新的软件 即可加入聊天室聊天 现在的网页聊天室除了文本聊天之外 语音聊天也很常见 由于其客户端的简化 其功 能必然受到限制 不管是 QQ 还是网页聊天室 其最大的缺陷就是服务器固定 用户必须连接上服务器 如果想在一个自治系统之内 一个孤立的网络 通信 NetMeeting 是一款不错的软件 本项目的开发目标也是如此 即追求服务器的灵活性 任何用户都可以建立自己的服务 器 在 windows 下 网络通信的技术有 netbios 编程 重定向器 邮槽和管道 Winsock 编程以及 WinInet API 等 下面简单的介绍一下 netbios 和 winsock 编程技术 网络基本输入 输出系统 Network Basic Input Output System NetBIOS 是一种标准的 应用程序编程接口 API 对应于 OSI 模型 NetBIOS 主要在会话和传输层发挥作用 NetBIOS API 实施方案适用于为数众多的网络协议 使得编程接口 与协议无关 NetBIOS API 中的两个主要的概念是 LANA 编号和 NetBIOS 名 LANA 编号对应于物理 网卡和传输协议的唯一组合 NetBIOS 名长度 16 个字符 其中第 16 个字符作为特殊用途 保留下来 在 Win32 环境下 针对每个可用的 LANA 号 每个进程都会为其维持一张 NetBIOS 名字表 若为 LANA 0 增添一个名字 意味着应用程序只能在 LANA 0 上同客 户端建立连接 另外 NetBIOS 名分为唯一名字和组名两种类型 NetBIOS 同时提供了 面向连接 服务以及 无连接 服务 有了上面的概念 我们来看看 NetBIOS API 的 设置 只有一个函数 UCHAR Netbios PNCB Pncb 其中 PNCB 是指网络控制块的指针 该网络控制块包含了 Netbios 命令和所需的参数 健雄职业技术学院毕业设计 论文 3 在为通信双方开发应用程序的情况下 套接字是相当有用的 可以说网络通信的基石 是套接字 一个套接字是通信的一端 在 WINDOWS 系统中进行编程时 总是需要使用 很多系统提供的应用程序接口来调用系统功能 或者与系统交互 在 WINDOWS 系统中 专门针对网络编程的接口 WinSock API 该接口包含了一组网络 I 0 和获取网络信息 的库函数 这些函数均需要套接字作为一个参数 实际上 一个套接字包含了本地协议 端口 本地主机地址 远地协议端口 远地主机地址 协议这 5 种信息 是网络通信中 的一个端点的抽象 WINSOCK 规范不仅包含了人们所熟悉的 Berkeley Socket 风格的库 函数 也包含了一组针对 windows 的扩展库函数 以使程序员能充分的利用 windows 消 息驱动机制进行编程 这两种编程接口各有优缺点 下面是对它们的一个比较 该方案采用 winsock 作为底层网络通信技术来实现聊天室聊天 广播聊天 二人私聊 和文件传输 该方案要求在 TCP IP 协议的基础上运行 由于 winsock 对广播传输 建立 连接传输 数据报传输的支持 该方案是可行的 该方案采用 directsound 技术来实现语音的采集 回放 Directsound 语音技术作为 directx 的一个组件 已经非常的成熟 可以在 API 层面上进行录制声音 并把声音数据 录制到内存中去用于远程传输 因此该方案也是可行的 该方案利用现在成熟的网页技术来实现聊天工具的开发 该方案不再需要对底层网络 通信进行开发 因为有 HTTP 的很好的支持 因此工作重心转到语音聊天的开发和服务 器端的开发 对于网页开发 现在有 NET 等工具很好的支持 因此该方案是可行的 但 是必将导致服务器固定这一缺点 不符合该项目提出的初衷 本聊天工具最终采取的方案为 NETBIOS C6 0 即底层通信技术采用 NETBIOS 通信 开发工具为 C NETBIOS 对于跨平台 跨协议有很好的支持 而且以名字标示主体 大 大简化编程 要求该聊天工具可以实现服务器自建 聊天等功能 利用 NETBIOS 通信技术的一个聊天工具 具体目标见下面 要求该聊天工具能够适用于多种协议上 而且能够在任意个自治系统之内使用 要求 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 4 服务器自建非常灵活 以下测试的所用的机器配置 1 21 2项目开发的主要内容项目开发的主要内容 设计并实现基于 NETBIOS 的文本聊天程序包括二人聊天 netbios 通信 身份验证及 C 接口实现等 设计并实现基于 NETBIOS 的语音聊天 1 31 3项目开发的意义项目开发的意义 本项目是作为本科的毕业设计课题提出来的 它规模适中 适合于个人开发 能够锻 炼同学的学习新知识能力 锻炼同学的编程能力 锻炼同学的软件工程的思维方式 它 的具体意义见下面 聊天工具已经被广大用户使用 由于服务器固定的局限性 当服务器瘫痪或到服务器 的网络中断时 将使聊天系统崩溃 该聊天工具正好弥补了这个缺陷 可以用于任一 个自治系统中 灵活性大 实用性强 目前 计算机的发展离不开网络这一方向 网络将大大扩展计算机的功能 研究计算 机在网络方面的技术以及应用 挖掘计算机的网络潜能 将能够大大提高我们对计算 机的本身的认识 同时也能加深对计算机网络的认识 网络的一大应用就是用于用户之间联络的聊天工具 通过对聊天工具的开发 我们将 了解计算机如何通过网络相互通信以及在此相互通信的基础上实现的应用程序级的协 议 1 41 4项目开发的过程项目开发的过程 第一个阶段是该软件的计划 分析和调研阶段 在这个阶段里 大致的学习了相关 的技术 分析了相关的聊天软件的性能和功能 这个阶段大致到 2009 年 5 月 14 号结束 健雄职业技术学院毕业设计 论文 5 第三个阶段是软件的测试和文档整理阶段 从 5 月 12 日至 5 月 15 日 完成了对软 件的所有的功能的测试 并且整理软件的文档 写完论文 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 6 第第 2 2 章章 系统分析系统分析 2 12 1对已有聊天软件的分析对已有聊天软件的分析 如今 聊天软件种类繁多 发展迅速 下面简要的对已有的聊天软件作一下总结分析 1功能分析 个人文本聊天 个人语音聊天 个人视频聊天 图像传输 文件传输 在线游戏 手机通讯 聊天室聊天 隐身 上线 群聊天 企业级实时通信 2网页聊天室 3缺陷 不管是 QQ 还是网页聊天室 其最大的缺陷就是服务器固定 用户必须连接上服务器 如果想在一个自治系统之内 一个孤立的网络 通信 NetMeeting 是一款不错的软件 本项目的开发目标也是如此 即追求服务器的灵活性 任何用户都可以建立自己的服务 器 健雄职业技术学院毕业设计 论文 7 2 22 2系统有关的技术系统有关的技术 2 2 12 2 1网络通信技术网络通信技术 1NETBIOS 2WINSOCK 3两种技术的比较 Netbios 编程接口简单易学 Winsock 编程接口较多 这两种编程接口在标示应用程序时所采用的方法不同 Netbios 采用 Netbios 名 lana 号 winsock 采用套接字 Netbios 被更多的协议支持 也就是所谓的与协议无关 而 winsock 只能在 tcp ip 上面 运行 Netbios 适用于一个网段内通信 不能跨越网段通信 而 winsock 可以 适合整个网络 通信 2 32 3系统方案说明系统方案说明 2 3 12 3 1可选择的其他系统方案可选择的其他系统方案 1基于 winsock 的通信聊天工具 2基于 directx 语音技术的聊天工具 3基于网页形式的聊天工具 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 8 2 3 22 3 2本系统的方案本系统的方案 1系统说明 由于 NETBIOS 不能跨网段传输 因此该聊天工具适用于同一个网段之内 没有对语音 视频 图像聊天和文件传送的支持 2 42 4系统任务概述系统任务概述 登录 用户可以登录 需注册 可以修改个人的资料 保存读取个人的资料 可以察看一个好友的详细资料 可以刷新好友列表 可以添加一个房间 可以选择聊天的对象 可以隐身或者在线或者忙 可以设置自动回复的消息 可以删除一个好友 聊天内容为纯文本方式 2 52 5系统其他要求系统其他要求 2 5 12 5 1系统性能要求系统性能要求 1时间特性 对于二人文本聊天 要求响应每条消息的时间不超过 500ms 这样使得二人聊天 能够有种当面聊天的感觉 健雄职业技术学院毕业设计 论文 9 2灵活性 2 5 22 5 2系统环境要求系统环境要求 1硬件要求 安装了网卡 并连入因特网 2软件要求 安装了 windows98 以上的系统 安装了支持 NETBIOS 通信的 TCP IP 或者 NETBEUI 等协议 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 10 第第 3 3 章章 系系统统设设计计 3 13 1系统的软件结构系统的软件结构 1系统划分 本系统总共分为七个子系统 分别为 登录子系统 基于 netbios 的底层通信子系统 设置子系统 聊天子系统 2子系统描述 登录子系统 提供用户登录界面 主要完成用户的初始信息 可以保存用户的个人 资料 也可以从文件中读出个人资料 对用户的个人资料进行可靠性 惟一性检查 基于 netbios 的底层通信子系统 主要利用 netbios 的编程接口 完成对网卡的初 始化 添加名字 广播发送消息 广播接受消息建立连接 传送消息 获得网卡信息 等的功能 聊天子系统 负责发送消息 接受消息 显示消息 刷新用户列表等功能 设置子系统 负责设置系统配置 同时提供修改修改个人资料等功能 3 2登录子系统功能模型图 3 33 3系统数据结构设计系统数据结构设计 1消息对象 Cinformation 健雄职业技术学院毕业设计 论文 11 这个对象很重要 因为该聊天工具中需要传输各种消息 系统中任何一条通信都是以 消息的形式表现出来 该消息类型的属性有 CString m strSender 发送者名字 CString m strReceiver 接收者名字 CString m strInformation 消息 是一结构体 由各个段组成 用 这个关键字符隔开 time t m tSendTime 消息的时间 long 型 UINT m nType 消息的类型 其中 m strInformation 又有它自己的结构 根据程序的需要可以自己任意定义 在系统中 任意给定一缓冲区 buffer 346 长度为 346 由它可以构造一条消息以便发 送和接受 构造的原则如下 一开始的 21 个字节为发送者名字 接着的 21 个字节为接收者名字 接着的 4 个字节为时间 接着的一个字节为类型 剩下的字节为消息体 m strInformation 示意图 单位 字节 212141299 发送者接收者时间类型消息体 因为要在一两个连接上传送多种信息 因此必须定义多种消息类型 才能满足此需要 2消息队列 CinformationBox 消息队列是系统中用于存放接收到的消息的缓冲区 它其实是消息的一个数组 属性 定义如下 CInformation 消息数组 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 12 m ciInformationBox MAX INFORMATIONS UINT m nInformationNum 消息数目 利用消息队列 可以缓冲暂时未能处理的消息 避免客户端与服务器端的速度不匹配 问题 能够有效的扩展服务器的承载能力 3个人资料对象 Cperson 该对象用于存放个人的资料 以及个人在整个系统中要参与作用而需要的参数 其属 性定义如下 CString m strName 姓名 BOOL m bMale 性别 UINT m nAge 年龄 CString m strInformation 个人说明 CString m strToPerson 选择的对象 该对象存放 NETBIOS 通信需要的关键的信息 NETBIOS 连接号 4服务器对象 服务器对象存放了服务器所必需的缓冲区 例如从客户端发送过来的消息缓冲区 用 户名缓冲区等 其中最重要的几个属性是 CStringArray m straServerUsers 用户名列表 int m nUserLsn 254 用户的连接号数组 BOOL m bUserValid 254 用户是否有效数组 UINT m nLsnNum 用户数目 很显然 这几个属性管理了所有的客户端连接到服务端的用户信息 在用户的连接 退出以及隐身等过程中 这几个属性一定要保持同步 健雄职业技术学院毕业设计 论文 13 3 43 4系统界面设计系统界面设计 1登录界面 提供用户登录接口 用于接受用户的个人信息 2 申请号码界面 输入自己的详细资料 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 14 第第 4 4 章章 系统实现系统实现 4 14 1功能规定功能规定 1登录功能的规定 功能名 称 登录 输入号码 密码 输出登录是否成功 处理 IF 系统不提供 NETBIOS 服务 输出登录失败 退出 IF 重置系统的 NETBIOS 服务失败 输出登录失败 退出 IF 号码密码正确 输出登录成功 退出 备注 用户名长度不超过 20 个字节 年龄在 0 200 之间 个人说明不超过 100 个字符 2系统设置功能的规定 功能名 称 系统设置 输入系统参数 输出系统参数 处理将用户输入的参数保存到系统参数对象中 健雄职业技术学院毕业设计 论文 15 备注 提供设置界面 以设定系统的基本配置 包括通信方 式的选择 系统中的一些必要的参数的设定 尽量让系 统的参数可以设定 达到让系统的内部透明化 内部的 参数有 查询个人资料的等待时间 about 对话框的字 体背景色 保存个人资料 客户端连接等待时间间隔 刷新广播消息列表的时间间隔 退出的等待时间间隔 以让系统有足够的时间做一些善后工作 数据报发送 延迟 数据报接受延迟时间 4 24 2未实现源代码分析未实现源代码分析 4 2 14 2 1接受语音数据线程源代码分析接受语音数据线程源代码分析 接受语音数据的线程 该线程用于接收对方的语音数据 并把语音数据解压后放到输 出设备对象的缓冲区中 UINT RecvSoundInformation LPVOID pParam CNetbios netbios CSoundIn soundin CSoundIn pParam char buffer 8000 unsigned long len soundin m nBits 8 soundin m nBlock memset buffer 0 2048 int ret netbios Recv 0 m cpPerson m nSoundChatLsn buffer 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 16 if m cpPerson m bSoundChat soundin m sndOut m cpRecv Unconvert TRUE NULL 0 soundin m sndOut m cpRecv Unconvert FALSE unsigned char soundin m sndOut m pOutputBufferCall soundin m nBits 8 soundin m nBlock soundin m sndOut m nCurrentCall 8000 if soundin m sndOut m cpRecv pDst2Data NULL free soundin m sndOut m cpRecv pDst2Data soundin m sndOut m bValidCall soundin m sndOut m nCurrentCall TRUE int volumelevel int r1 buffer len 2 128 int r2 buffer 0 128 int r3 buffer len 1 128 volumelevel r1 r2 r3 3 if PrivateChatExsist pPrivateChat m cpcProgressVolume SetPos volumelevel soundin m sndOut m nCurrentCall soundin m sndOut m nCurrentCall soundin m sndOut m nBlockNum AfxBeginThread RecvSoundInformation pParam THREAD PRIORITY NORMAL return 1 健雄职业技术学院毕业设计 论文 17 第第 5 5 章章 测试与使用测试与使用 5 15 1测试目标测试目标 该测试将测试该软件的所有功能是否达到要求 具体见下表 功能目标 登录功能 在无 NETBIOS 服务的机器上运行该软件将 出错 对个人资料的非法输入以及密码输入 能够得到验证以及个人资料的读取和保存功 能正常 个人资料修改非法输入将出错 系统设置对系统的设置将起到相应的作用 5 25 2测试测试方法方法 CPU AMD4400 RAM 2048M OS windowsXP 1登录功能 关闭系统的 NETBIOS 服务 启动该软件 在登录框中 年龄输入分别输入 201 和 1 0 和 200 进行测试 在 1 台主机上运行该 2 次软件 并且登录来进行测试 2系统设置 密码一个为 11 另一个为 22 点击隐身按钮 将隐身 再点击上线按钮 将上线 再点击忙按钮 将设置自动回复 消息 然后对这一人发送消息 测试自动回复功能 汤明 基于 NETBIOS 的聊天工具 18 3文本聊天 建立二人私聊的连接 输入空字符 输入 hello 输入 30 个以上的任意字符串 5 35 3测试结果测试结果 总的来说 对各项功能的测试均满足要求 完成了该软件提出时的基本所有功能 5 45 4使用简介使用简介 该聊天工具的使用方法简介如下 1运行 MyQQ exe 输入号码 密码 登录 2进入主对话框界面后 有以下得操作方法 可以单击某人头像来建立二人聊天的连接 对系统的设置 请单击系统设置按钮 修改个人资料 请单击个人设置按钮 可以单击右上角的关闭按钮或者按下 esc 键退出系统 3建立二人聊天以后 有以下的操作方法 输入聊天消息 单击发送按钮或者回车发送消息 可以单击右上角的关闭按钮或者按下 esc 键回到主界面 健雄职业技术学院毕业设计 论文 19 第第 6 6 章章 总总结结 该项目从本学期开始 已经完成所有的研究项目 在整个研究开发过程中 是一个 不断摸索不断创新的过程 在开发的过程中 发现了许多的问题 而后就要解决这些问 题 现将在研究过程中发现的结论总结如下 对于具有该聊天工具规模的软件开发 或者在开发人员是个人的情况下 或者开发人 员对项目的总体情况不能全盘掌握的情况下 宜采用原型的软件开发方法 原型的软 件开发方法基本思路是先尽量早的开发出软件的模型 让开发人员和用户看到软件的 概貌 然后对软件模型进行评估 提出新的目标和方案 作为下一阶段的目标 以此 不断的螺旋上升 最终达到用户的要求 完成软件的开发 作为个人开发 由于软件 的规模超过个人能够整体把握的情况下 不可能对软件做出完整的规划设计 或者个 人对该软件不是很了解的情况下 也只能先开发出个模型 然后再该模型的基础上提 出新的目标 当然 第一个软件模型很重要 它不是任意的模型 它必须要完成该软 件所具备的基本功能 主要的功能都能体现出来 在软件的设计中 要注意横向和纵向的展开 对于横向展开 就要将一个大的软件划 分为各个小的子系统 然后分别在对子系统进行设计 纵向展开 即将系统划分成多 层 例如 该软件将整个系统划分几个小的子系统 对各个子系统进行开发 这样有 助于开发人员的掌握控制 将各个子系统划分为 3 个层次 顶层是界面 中间层是应 用程序 底层是 NETBIOS 通信层 这样做 开发人员就能够做到化整为零 从抽象 到具体 各个击破 利用 NETBIOS 通信 不是依据 IP 来区分对方的 而是根据 NETBIOS 名来区分的 这比较符合人的思维 在某些需要根据名称来通信的软件中