计算机网络套接字.doc

计算机网络实验报告课程_ 计算机网络 实验名称 套接字编程试验 一、 环境（详细说明运行的操作系统，网络平台，机器的IP地址）CPUIntel(R) Core(TM)2 Duo CPU P8600CPU主频2.40GHz 双核内存3.00 GB (DDR2 667 MHz)操作系统Windows 7 Ultimate开发语言JavaJDK版本JDK 1.6.0_26代码编写Eclipse IDE Indigo Release文档编写Microsoft Word 2010程序测试Google Chrome Browser二、 实验目的了解应用层和运输层的作用及相关协议的工作原理和机制。掌握 SOCKET 编程的基本方法。三、 实验内容及步骤（包括主要流程和说明）实验内容编写一个支持多线程处理的 Web 服务服务端软件，要求如下： 第一级： 可配置 Web 服务器的 IP 地址、监听端口和主目录。 制作一个主页放置在主目录中，并配置 Web 服务器的IP 地址、监听端口和主目录。 具备完成所需功能的基本图形用户界面（GUI），并具友好性。 第二级： 选择合适的 Socket 编程模型，创建套接字，监听所配置的监听端口。 支持服务的启动和关闭。 具备完成所需功能的基本图形用户界面（GUI），并具 友好性。第三级： 支持多线程，能够针对每一个新的请求创建新的线程。 在服务器端的屏幕上输出每一个请求的来源（IP 地址、端口号和 HTTP 请求命令行） 支持一定的异常情况处理能力。 具备完成所需功能的基本图形用户界面（GUI），并具友好性。第四级： 能够处理 HTTP 请求以及定位相应的 HTML 文件。 向客户端发送响应报文。 对于无法成功定位文件的请求，根据错误原因，作相应 错误提示。 在服务器端的屏幕上能够输出对每一个请求处理的结果。 具备完成所需功能的基本图形用户界面（GUI），并具 友好性第五级： 支持多种类型文件（如 TXT 和 JPG 等）的发送。 具备简洁方便的 GUI 界面。实验步骤类的设计本程序中设计了三个类，如下图所示：图1 类的设计class ServerCode : 主线程，实现了服务器端口的侦听，服务器接受一个客户端请求之后创建一个线程实例处理请求。class connectThread : 子线程，从Thread类继承而来，实现了HTTP 协议的处理以及一些异常处理。class Setting : 主界面，从JFrame类继承而来，主要用来画整个界面框架UI和处理与用户的交互。代码编写本程序所使用的IDE为Eclipse IDE Indigo Release，将实现代码键入编辑器中，当Eclipse提示没有错误时，如下所示：图2 代码编写即表示代码已经没有语法错误。程序测试点击按钮运行程序，可以看到整个配置界面，用户可以在配置界面设置端口，IP，主文件夹，配置界面下方还有个输出面板，用来输出每个客户端的IP，端口，以及对每个HTTP请求的处理结果，如下图所示：图3 程序界面首先设置端口（默认8000），设置IP地址（默认本机地址），设置主目录（默认当前程序运行的目录），点击右下角应用按钮，将设置值反馈给程序，然后点击文件启动服务，最后打开Google Chrome Browser，在地址栏输入:8000/index.htm，得到如下页面：图4 index.htm然后 回到主目录下，可以看到主目录下的index.htm网页文件，如下图所示：图5 目录下的index.htm同样用Google Chrome Browser打开，可以看到如下页面：图6 index.htm由图4和图6可知，两个页面的内容一样，说明程序运行正常，客户端Google Chrome Browser从地址和8000端口得到了所请求的页面。在点击最小化之后，我们可以在任务栏看到最小化图标，可以随时点击鼠标右键，打开程序主面板或者结束程序，如右图所示： 四、 实验结果首先运行程序，配置按照默认设置，然后点击 文件开启服务，这时服务器已经运行起来，打开Google Chrome Browser，在地址栏输入:8000 /index.htm，可以得到主目录下的index.htm文件并显示在浏览器中，如图图4所示，然后观察服务器端，我们可以看到服务器记录了每个HTTP请求命令行以及每个HTTP请求的来源IP地址和端口，并把对每个HTTP请求的处理结果显示在输出框中，如下图所示：图7 http请求处理然后我们试图修改端口地址和IP地址，程序会在用户第一次试图修改IP地址时提示用户只能输入当前已连接的网络的IPv4地址。当用户试图在服务正在运行的情况下修改端口和IP地址或者主目录时，程序都会给出提示，如下图所示：图8 修改ip与端口地址然后我们点击文件关闭服务，然后点右下角的应用按钮，在更改配置之后，点击文件开启服务，然后我们在Google Chrome Browser中输入27/index.htm，得到如下页面：图9 修改ip之后的index.htm说明程序成功地修改了端口地址和IP地址，然后更改主目录如下：图10 修改主文件目录重新启动服务，在浏览器中输入27:800/index.htm可以得到如下页面图11 修改主目录后的 soso.htm打开S:UsersRooneyMC下的index.htm文件 如下图所示：图12 保存在S:UsersRooneyMC的index.htm由Error! Reference source not found.1和Error! Reference source not found.2可知，我们的程序可以完成主目录的改变，也可以完成JPG等文件的传送。再观察服务器端，可以看到服务器已经将所有的HTTP请求命令行和相应的处理结果显示在输出框中。如下图所示：图7 HTTP请求响应与处理五、 实验中的问题及心得实验中最后两个类之间的通信有些问题，不能即时将用户与服务器的交互结果在程序中更新，比如用户改变主目录，按下应用按钮之后，应用按钮的响应事件要涉及到一些全局参数的变更，这些全局参数在其他类中要实时的更新。最终的解决办法是在UI类中定义一个public布尔变量，然后在其他类中循环检测这个布尔变量的值，一旦用户的操作改变了布尔变量的值，就可以让全局参数在其他类中得到更新。过去只是有过Android编程的经历，还没有Socket编程的概念，通过这次Socket编程的网络实验，让我更加清楚了计算机网络应用层的HTTP协议，以及主机与服务器之间通信的原理，一定程度上也提高了自己的自主学习的能力。以往的编程语言的学习并没有多少投入到实际应用中，而是为了考试而去背知识点，这次的实验让我对Java的编程方法有了更深入的理解。这次实验对于我在Java和网络通信的知识的领悟又抬高了一个台阶。附录：ServerCode.java（主线程）import java.io.*;import .*;import .InetAddress;import javax.swing.JOptionPane;public class ServerCode / Main methodpublic static void main(String args) throws IOException / Create a server socketfinal Setting stt = new Setting();int i = 0;/ Start listening for connections on the server socketServerSocket serverSocket = null;Socket connectToClient = null;/*= serverSocket.accept();*/trywhile (true) if (!stt.ModFlag) JOptionPane.showMessageDialog(null, 请先设置好ip和端口, Error, 0);continue;if (!stt.StFlag & null != serverSocket) serverSocket.close();serverSocket = null;System.gc();/continue;if (stt.StFlag & null = serverSocket) serverSocket = new ServerSocket(stt.Port, -1, InetAddress.getByAddress(stt.ip);/serverSocket = new ServerSocket(stt.Port, -1, InetAddress.getByAddress(byteip);if (null != serverSocket) if (stt.zero) i = 0;stt.zero = false;connectToClient = serverSocket.accept();new connectThread(connectToClient, i, stt.sltFile, stt.output).start();i+;catch(IOException ex)System.err.println(ex);finally serverSocket.close();serverSocket = null;connectToClient.close(); Setting.java（UI）import java.awt.*;import java.io.*;import .InetAddress;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.awt.event.MouseAdapter;import java.awt.event.MouseEvent;import javax.swing.*;import javax.swing.border.EmptyBorder;import com.jgoodies.forms.factories.FormFactory;import com.jgoodies.forms.layout.*;public class Setting extends JFrame private JPanel contentPane;public JTextField port;public JTextField IpAdress;public JTextField Directory;private JButton btnChooseFolder;public JFileChooser Folder;public String sltFile;private TrayIcon trayIcon; / 托盘图标private SystemTray tray; / 本操作系统托盘的实例/*菜单*/public JMenu File;private JMenu About;public JTextArea output;public JButton btnOk;public JButton btnCancel;public boolean ModFlag = true;public boolean StFlag = false;public boolean zero = false;private boolean FirstClicked = true;public int Port = 8000;public byte ip = (byte)127, (byte)0, (byte)0, (byte)1;private JButton button;/* * Create the frame. */public Setting() setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);setResizable(false);setTitle(Setting);setBounds(100, 100, 600, 450);JMenuBar menuBar = new JMenuBar();setJMenuBar(menuBar);File = new JMenu(u6587u4EF6);menuBar.add(File);JMenuItem Startup = new JMenuItem(u542Fu52A8u670Du52A1);Startup.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent arg0) if (StFlag) JOptionPane.showMessageDialog(null, 服务器已经在运行, 提示, 1);return;StFlag = true;);File.add(Startup);JMenuItem Turnoff = new JMenuItem(u5173u95EDu670Du52A1);Turnoff.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent arg0) if (!StFlag) JOptionPane.showMessageDialog(null, 服务器未运行, 提示, 1);return;StFlag = false;);File.add(Turnoff);JMenuItem quit = new JMenuItem(u9000u51FA);quit.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) System.exit(0););File.add(quit);About = new JMenu(u5173u4E8E);About.addMouseListener(new MouseAdapter() Overridepublic void mouseClicked(MouseEvent arg0) JOptionPane.showMessageDialog(null, 基于Java的web服务器, About, 1););menuBar.add(About);contentPane = new JPanel();contentPane.setBorder(new EmptyBorder(5, 5, 5, 5);setContentPane(contentPane);contentPane.setLayout(new FormLayout(new ColumnSpec FormFactory.UNRELATED_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(8px:grow),FormFactory.RELATED_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(max(19dlu;default):grow),FormFactory.RELATED_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(max(12dlu;default),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(16px),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(62px),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(31px:grow),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(47px),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(66px),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(87px),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(81px),FormFactory.RELATED_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(default:grow),FormFactory.LABEL_COMPONENT_GAP_COLSPEC,ColumnSpec.decode(39px),new RowSpec FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,RowSpec.decode(max(14dlu;default),FormFactory.UNRELATED_GAP_ROWSPEC,RowSpec.decode(23px),FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,RowSpec.decode(max(20dlu;default):grow),FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,RowSpec.decode(max(9dlu;default),FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,RowSpec.decode(max(17dlu;default),FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,RowSpec.decode(max(16dlu;default):grow),FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,FormFactory.RELATED_GAP_ROWSPEC,FormFactory.DEFAULT_ROWSPEC,);JLabel lblPort = new JLabel(Port);lblPort.setForeground(Color.BLUE);contentPane.add(lblPort, 2, 8, 4, 1, center, center);port = new JTextField();contentPane.add(port, 8, 8, 3, 1, fill, center);port.setColumns(10);port.setText( + Port);JLabel label = new JLabel(1024-65535);label.setForeground(Color.GRAY);contentPane.add(label, 12, 8, 3, 1);JLabel lblIpAddress = new JLabel(IP Address);lblIpAddress.setForeground(Color.BLUE);contentPane.add(lblIpAddress, 16, 8, 2, 1, fill, center);IpAdress = new JTextField();IpAdress.addMouseListener(new MouseAdapter() Overridepublic void mouseClicked(MouseEvent arg0) if (FirstClicked) JOptionPane.showMessageDialog(null, 请修改为本机的ip地址,可在控制台中输入ipconfig得到, 提示, 1);FirstClicked = false;);contentPane.add(IpAdress, 18, 8, 3, 1, fill, center);IpAdress.setColumns(10);try IpAdress.setText(InetAddress.getByAddress(ip).toString().substring(1); /* 去掉前面的/ */ catch (Exception e) e.printStackTrace();JLabel lblMainFolder = new JLabel(Main Folder);lblMainFolder.setForeground(Color.BLUE);contentPane.add(lblMainFolder, 2, 10, 4, 1, center, center);Directory = new JTextField();contentPane.add(Directory, 8, 10, 11, 1, fill, center);Directory.setColumns(10);Directory.setEditable(false);try sltFile = new File(.).getCanonicalPath();Directory.setText(sltFile);catch(IOException e) e.printStackTrace();btnChooseFolder = new JButton(Choose);btnChooseFolder.setForeground(Color.MAGENTA);btnChooseFolder.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) if (StFlag) JOptionPane.showMessageDialog(null, 服务器正在运行中，请关闭服务后再修改, Error, 0);return;Folder = new JFileChooser();Folder.setCurrentDirectory(new java.io.File(.);Folder.setDialogTitle(Select a Folder);Folder.setFileSelectionMode(JFileChooser.DIRECTORIES_ONLY);Folder.setAcceptAllFileFilterUsed(false);if (Folder.showOpenDialog(btnChooseFolder) = JFileChooser.APPROVE_OPTION) sltFile = Folder.getSelectedFile().toString();Directory.setText(sltFile););contentPane.add(btnChooseFolder, 20, 10, center, fill);output = new JTextArea();output.setWrapStyleWord(true);output.setLineWrap(true);output.setEditable(false);JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(output);contentPane.add(scrollPane, 5, 14, 18, 11, fill, fill);btnOk = new JButton(u5E94u7528);btnOk.addActionListener(new ActionListener() Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) / TODO Auto-generated method stubif (StFlag) JOptionPane.showMessageDialog(null, 服务器正在运行中，请关闭服务后再修改, Error, 0);return;/get the Porttry Port = Integer.parseInt(port.getText();if (Port 1024) JOptionPane.showMessageDialog(null, The Port is Invalid, Error, 0);port.selectAll();port.requestFocus();ModFlag = false;return; catch (NumberFormatException e) e.printStackTrace();/get the IP AddressString iptp = IpAdress.getText().trim();if (!IsIpValid(iptp) JOptionPane.showMessageDialog(null, The IP Address is Invalid,Error, 0);IpAdress.selectAll();IpAdress.requestFocus();ModFlag = false;return;ConvertStrToIP(ip, iptp);ModFlag = true;);button = new JButton(u6E05u9664u8F93u51FA);button.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent arg0) output.setText();if (!zero) zero = true;);contentPane.add(button, 7, 26, 4, 1);contentPane.add(btnOk, 18, 26, center, center);/*JButton */btnCancel = new JButton(u53D6u6D88);btnCancel.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent arg0) setVisible(false););contentPane.add(btnCancel, 20, 26, center, center);tray = SystemTray.getSystemTray(); / 获得本操作系统托盘的实例Toolkit kit=Toolkit.getDefaultToolkit();Image image=kit.getImage( iconstray.png);setIconImage(image);PopupMenu pop = new PopupMenu(); / 构造一个右键弹出式菜单final MenuItem show = new MenuItem(open);final MenuItem exit = new MenuItem(exit);pop.add(show);pop.add(exit);trayIcon = new TrayIcon(image, Server, pop);/实例化托盘图标/为托盘图标监听点击事件trayIcon.addMouseListener(new MouseAdapter() public void mouseClicked(MouseEvent e) if(e.getClickCount()= 2)/鼠标双击图标 /tray.remove(trayIcon); / 从系统的托盘实例中移除托盘图标 setExtendedState(JFrame.NORMAL);/设置状态为正常setVisible(true);/显示主窗体 ); /选项注册事件ActionListener al2=new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) /退出程序 if(e.getSource()=exit) System.exit(0);/退出程序 /打开程序 if(e.getSource()=show) setExtendedState(JFrame.NORMAL);/设置状态为正常 setVisible(true); ;exit.addActionListener(al2);show.addActionListener(al2);try tray.add(trayIcon); / 将托盘图标添加到系统的托盘实例中 catch(AWTException ex) ex.printStackTrace(); setVisible(true);public boolean IsIpValid(String strIp) /判断是否是空串if (strIp.isEmpty() return false;/判断是否以数字开头if (!Character.isDigit(strIp.charAt(0) return false;String ip4 = strIp.split(.);/判断是否为4块if (ip4.length != 4) return false;/判断每块是否都大于0且小于256try for (int i = 0; i ip4.length; i+) if (Integer.parseInt(ip4i) 255) return false; catch (NumberFormatException e) e.printStackTrace();return true;public void ConvertStrToIP(byte ip, String strIp) String ip4 = strIp.split(.);try for (int i = 0; i ip4.length; i+) ipi = (byte)Integer.parseInt(ip4i); catch (NumberFormatException e) e.printStackTrace();connectThread.java（子线程）import .InetAddress;import .Socket;import java.util.StringTokenizer;import java.io.*;import javax.swing.JTextArea;public class connectThread extends Thread final String CRLF = rn;private Socket client;private int counter;PrintStream outstream;BufferedReader instream;String Folder;JTextArea output;public connectThread(Socket skt, int count, String MainFolder, JTextArea output) client = skt;counter = count;this.output = output;Folder = new String(MainFolder);try outstream=new PrintStream(client.getOutputStream();instream=new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream(); catch (Exception e) e.printStackTrace();public void run() try InetAddress addr = client.getInetAddress();String destIP=addr.toString(); /客户机IP地址int destport=client.getPort(); /客户机端口号String hostName = addr.getCanonicalHostName();output.append(Connection +counter+：connected to +destIP+ on port +destport+ Client HostName: + hostName + . + CRLF);processRequest(counter); catch (Exception e) e.printStackTrace();private void processRequest(int num) throws Exception while (true) String headerLine = instream.readLine();if (null = headerLine) break;if (headerLine.equals(rn) | headerLine.equals() break;/完成回应消息String ServerLine = ;String StatusLine = null;String ContentTypeLine = null;String EntityBody = nul