网络协议编程课程设计.doc

精品文档HUNAN CITY UNIVERSITY 网络协议编程课程设计说明书 设计题目： 基于多线程的网络聊天控制台软件的设计与实现 专 业： 网 络 工 程 学生姓名： 朱江 班级学号： 1206102-21 分组成员：1206102-06郭辉超1206102-18曾涛1206102-21朱江 指导教师： 黄雪华老师 汪彦老师 2015 年 07月 03日网络协议编程课程设计报告学号：1206102-21 姓名：朱江一、设计时间2015年06月29日-07月03日。二、设计地点湖南城市学院信息楼507机房。三、设计目的1、巩固网络协议编程课程涉及的基本知识，培养灵活运用知识进行独立设计的能力；2、掌握TCP/IP网络程序框架、Winsock API、高级网络编程API的使用；3、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力；4、进一步熟悉利用Visual C+6.0进行开发的能力；5、培养查阅资料，独立思考问题的能力。四、设计小组成员1206102-06 郭辉超，1206102-18 曾涛，1206102-21 朱江。五、指导老师黄雪华老师、汪彦老师。六、设计课题经过小组大部分组员的讨论,决定选取选题(基于多线程的网络聊天控制台软件的设计与实现),编写一个基于局域网的多线程控制台聊天系统。理由:1、此系统要求采用C/S模式实现，有利于进一步深刻理解和掌握这种基本的网络编程模式。2、该系统功能相对简单，易于实现,适于初学者。3、该系统牵涉到Winsock编程，需要灵活运用这些知识解决实际问题，有利于培养网络系统开发的实际动手能力。七、基本思路及关键问题的解决方法设计思路 对于聊天程序，一般都是采用 C/S 模式，即服务器/客户端的模式来设计。这样的模式有利于用户的操作和更好的用户体念。而客户端的设计主要关注与用户的体念和操作方便，其网络设计比较简单；服务器则要完成大量的客户控制、数据转发等操作，设计起来相对更加复杂。总体设计 聊天程序是一个典型的网络程序，而网络程序的设计大多 是基于 TCP/IP协议来实现的， TCP/IP协议是一个4层协议族，如图1所示。 聊天程序主要是依赖于传输层来实现，在传输层中有两个重要的协议：TCP协议和UDP协议。其中TCP协议（传输控制协议）是一个面向连接的协议，本协议在进行网络传输过程中首先必须建立一个安全的连接（通常是采用3次握手来实现的），UDP（用户数据报协议）是一种无连接的协议，本协议在进行数据传输前不用建立点对点的连接，所传输的数据不会进行安全检查，如果有丢包的现象也不会重发，本文所涉及的聊天程序采用TCP 协议来实现由于每个电脑可能会有多个服务，而每个服务都采用同一个IP地址来进行收发数据，所以就必须采用一种机制来实现对每个服务的区分这就是端口，对于同一IP地址的不同端口号就代表了不同的服务，所以对于网络聊天程序的服务器端必须设定一个端口号，而客户端则必须连接到服务器端的IP和其指定的端口，如图2所示。 在本文的聊天程序中，采用客户端发送数据-服务器接收数据-服务器转发数据-客户端接收数据的流程来完成。由于该程序是一个服务器和多个客户端进行聊天的，所以在这里就必须注意以下几个问题： 服务器需要监控端口，以便客户的随时连接；服务器需要监控数据流，以便随时接受来自客户端发来的数据；为了实现客户点对点的聊天， 则将为每个客户建立一个线程。服务器设计 服务器设计主要难点是对多线程的设计， 在这里主要涉及 到三方面的内容：一是对客户端接入的监控，需要一个线程来完成；二是分别为每个客户端创建一个线程，用于收发数据，使客户端之间不会彼此干扰；三是每个客户端产生的线程对数据输入流进行监控，随时准备接收数据。对于数据则应该采用数据包的形式来进行封装，分别由发送者的地址，接收者的地址和数据构成，其中地址由昵称、IP和端口构成。当服务器接收到该数据后，将这些数据向每个客户端都发送出去，由客户端来决定是否接收该数据。所示：另外，当客户端连接到服务器时，将向服务器发送一个数据包，服务器从数据包里面提取出客户端的地址信息和昵称，并且根据这些信息生成一张地址信息和昵称的对照表，且将这张表群发给每个客户；当有客户退出连接时，服务器则从对照表中将该客户的信息删除，并且群发该表给所有客户，该表的形式如下：地址昵称 127.0.0.1 朱江 客户端设计对于客户端的设计则比服务器简单得多，主要是从界面等方便用户操作的角度来考虑。客户端主要需要完成连接服务器、数据收发等功能。对于数据收发功能主要通过数据流来实 现。8、 算法及流程图9、 调试过程中出现的问题及相应解决办法1.一开始在客户端与服务器进行通信时，只有服务器能看见客户端的消息，而客户端看不见服务器发的消息，之后我们发现这是因为在客户端接受消息的代码少了，在补全之后，双方都能接收信息。2.之后我们想给这个段代码多添加一些其他的功能，首先添加时间，在此过程中我们一开始准备使用CTime t=CTime.getCurrentTime();这个方法，可是除了一些我们没能解决问题，后来经过询问老师和查询资料，最终我们使用了源程序中的获取时间的代码。10、 课程设计心得体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，通过实验学习和领悟，充分的熟悉了VC+的运用和操作，并顺利完成实验，增强自身团队协作意识。11、 源程序客户端#include stdafx.h#include #include #pragma comment(lib,WS2_32.lib)#include #include SOCKET sockclient;sockaddr_in sockaddrclient;char sendbuf100;char tempbuf100;char recvbuf100;int len=sizeof(SOCKADDR_IN);DWORD WINAPI SendProc( LPVOID lpParameter / thread data);void main() /* *1.加载套接字，创建套接字（WSAStartup(),socket()）* */ time_t tt = time(NULL);/这句返回的只是一个时间cuo tm* t= localtime(&tt); WORD wVersionRequested; WSADATA wsaData; int err; wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 ); err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData ); if ( err != 0 ) return; if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 | HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) WSACleanup( ); return; sockclient=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0); /*2.向服务器发送数据（sendto）。*/ sockaddrclient.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(127.0.0.1); sockaddrclient.sin_family=AF_INET; sockaddrclient.sin_port=htons(6000); / HANDLE Hsend=CreateThread(NULL,0,SendProc,NULL,0,NULL); CloseHandle(Hsend); while(1) recvfrom(sockclient,recvbuf,100,0,(sockaddr*)&sockaddrclient,&len); if(*recvbuf) sprintf(tempbuf,%s:%s,inet_ntoa(sockaddrclient.sin_addr),recvbuf); printf(%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d, t-tm_year + 1900, t-tm_mon + 1,t-tm_mday,t-tm_hour,t-tm_min,t-tm_sec); printf( ); printf(%sn,tempbuf); /* /3.关闭套接字。inet_ntoa() */DWORD WINAPI SendProc( LPVOID lpParameter / thread data) while(1) gets(sendbuf); sendto(sockclient,sendbuf,100,0,(sockaddr*)&sockaddrclient,len); return 0;服务器#include stdafx.h#include #include #pragma comment(lib,WS2_32.lib)#include sockaddr_in sock;char recvbuf100;char sendbuf100;char tempbuf100;int len=sizeof(sockaddr);sockaddr_in SockAddr;SOCKET ServerSock;DWORD WINAPI SendProc( LPVOID lpParameter / thread data);void main() /* *1.加载套接字，创建套接字（WSAStartup(),socket()）* */ time_t tt = time(NULL);/这句返回的只是一个时间cuo tm* t= localtime(&tt); WORD wVersionRequested; WSADATA wsaData; int err; wVersionRequested = MAKEWORD( 2, 2 ); err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData ); if ( err != 0 ) return; if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 | HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 2 ) WSACleanup( ); return; ServerSock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); /* *2.将套接字绑定到一个本地地址和端口上（bind()）。 */ SockAddr.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY); SockAddr.sin_family=AF_INET; SockAddr.sin_port=htons(6000);/ SockAddr.sin_zero= bind(ServerSock,(sockaddr*)&SockAddr,sizeof(sockaddr_in); /* *3.等待接收数据（recvfrom）。 */ HANDLE Hsend=CreateThread(NULL,0,SendProc,NULL,0,NULL); CloseHandle(Hsend); while(1) recvfrom(ServerSock,recvbuf,100,0,(sockaddr*)&sock,&len); if(*recvbuf) sprintf(tempbuf,%s:%s,inet_ntoa(sock.sin_addr),recvbuf); printf(%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d, t-tm_year + 1900, t-tm_mon + 1,t-tm_mday,t-tm_hour,t-tm_min,t-tm_sec); printf( ); printf(%sn,tempbuf); DWORD WINAPI SendProc( LPVOID lpParameter / thread data) while(1) gets(sendbuf); sendto(ServerSo