QQ系统设计说明书解析

系系 统统 设设 计计 报报 告告 1 绪论 1 1 1 项目背景 1 1 2 国内外研究现状 1 1 3 预期目标和经济效益 2 1 4 课题简要介绍 3 1 5 系统创新点 3 2 2 通讯模型的特点 5 1 6 1 适用性 5 1 6 2 扩展性 5 3 概要设计 6 3 1 框架设计 6 3 2 拓扑结构 7 3 3 功能设计 9 3 2 1 用户注册模块 9 3 2 2 用户登录模块 10 3 2 3 分组管理模块 10 3 2 4 好友管理模块 10 3 2 5 查询用户模块 11 3 2 6 即时通讯模块 11 3 2 7 聊天记录模块 12 3 4 设计原则及一般要求 12 4 系统设计 12 4 1 模块设计 12 4 2 即时通讯系统关系型数据库的实现 12 4 2 1 数据库分析 13 4 2 2 数据库概念设计 13 4 2 3 数据库逻辑结构设计 14 结论及尚存在的问题 16 参考文献 17 摘摘 要要 运用面向对象开发技术 建立一个基于应用的即时通讯系统 本 系统实现了用户注册 用户登陆 分组管理 好友管理 查询用户 用户即时 通讯 查看聊天记录等功能 用户注册是通过系统来添加新的用户 用户登录 用来验证用户的信息是否合法 分组管理功能主要是对分组的管理 如添加分 组 删除分组等 好友管理功能主要是对好友的管理 如添加好友 删除好友 等 查询用户是查询所有已注册的用户以便加为好友进行通讯 用户即时通讯 使成为好友的双方可以即时在线交流 查看聊天记录保存了与好友通讯的所有 记录 1 1 绪论绪论 即时通讯软件的出现正在逐渐改变人们的沟通与交际方式 无论近在咫尺 还是远隔重洋 通讯也只是在键盘和鼠标之间就可以解决问题 即时通讯服务 非常适合企业内部或企业和客户之间的交流 网络聊天程序 越来越影响着我们 的网络生活 随着全球信息化进程的不断发展 网络也在飞速发展 出于高效 快速地 处理各种事务的目的 越来越多的企业和单位在其内部使用局域网来进行工作 和交流 在内部局域网的帮助下 企业得以简化信息流程 提高信息交换的速 度 从而提高工作效率 然而 随着局域网规模的扩大 业务量的增加 在局 域网上运行的应用越来越多 如知识库 网络会议 数据库应用和数据的同步 与备份等 这些应用对局域网的信息吞吐 处理能力的要求也越来越高 这些 在原有局域网设计之初未曾考虑到的新情况的出现使得局域网不堪重负 容易 发生信息阻塞 此时 局域网不但不能提高生产效率 反而成为工作效率的瓶 颈 1 11 1 项目背景项目背景 即时聊天使亲友的沟通突破时空极限 使人与人的沟通突破上下级极限 使陌生人的沟通突破环境极限 使自我与外界的沟通突破心理极限 作为使用频率最高的网络软件 即时聊天已经突破了作为技术工具的极限 被认为是现代交流方式的象征 并构建起一种新的社会关系 它是迄今为止对 人类社会生活改变最为深刻的一种网络新形态 没有极限的沟通将带来没有极 限的生活 聊天一直是网民们上网的主要活动之一 网上聊天的主要工具已经从初期 的聊天室 论坛变为以 MSN OICQ 又称 QQ 为代表的即时通讯软件 迄今为止 全球约有一亿多人使用即时通讯软件在网上交流 中国网民惯用的即时聊天工 具腾讯 QQ 从 1999 年 2 月诞生到现在 注册用户已超过 7 亿 在线用户最高时 超过 1 454 亿人 几乎覆盖所有中国网民 即时通讯工具使用频率之高 超出任何一种网络软件 电子邮件曾是最重 要的通讯交流工具 是互联网最早的 杀手级应用 到 2013 年 即时通讯软件 已取代电子邮件 成为最流行的互联网通讯工具 1 21 2 国内外研究现状国内外研究现状 即时通讯软件 几乎是每一个上网用户都必备的联络工具 即时通讯软件 除了能够让您迅速地在网上找到自己的朋友和工作伙伴 还可以实时交谈和传 递信息 而且 现在不少即时通讯软件还集成了文件共享 语音聊天 网络会 议等功能 截止到目前 全球约有近 30 亿多人使用即时通讯软件进行交流 正 因为即时通讯软件拥有数以亿计的用户和迅速增长的市场 所以各个公司都盯 上了中国这个潜在的最大市场 一时间 即时通讯市场硝烟四起 除了腾讯 QQ 和国外的几款著名即时通讯软件纷纷推出新版本 网易也推出了一种新的即时 通讯软件 网易泡泡 朗玛公司也推出了名为 UC 的通讯工具 即时通讯软件最早发布于 1996 年 11 月 15 日 以色列特拉维文的 Mirabilis Ltd 发表了一个题为 E T SURF HOME MIRABILIS LTD PROVIDES NEW SOLUTIONS FOR PEER TO PEER INTERNET COMMUNICATIONS 的新闻稿 同 时发布了他们新产品 ICQ I Seek You 的 Beta 测试版 这天标志着 Internet 上的第一个成热的即时通讯系统 Instant Message System 的诞生 即时通 讯服务在诞生之后的几年时间得到了迅猛发展 成为新增 Internet 用户的 3 个 主要应用之一 WEB 电子邮件和即时通讯 在国内 1999 年 2 月 深圳腾讯公司正式发布 OICQ99 beta build 0210 开通腾讯即时通讯服务 2000 年 5 月 腾讯 QQ 同时在线用户突破 10 万 2001 年 2 月 l0 日 腾讯 QQ 同时在线用户突破 100 万 截至 2011 年 9 月 30 日 QQ 即时通信的活跃帐户数达到 7 117 亿 最高同时在线帐户数达到 1 454 亿 现 在腾讯公司正在把即时通讯系统往移动通讯方向扩展 如今已经将即时通讯与 手机短信息 SMS 成功结合起来 即时通讯软件涉及和影响的领域已近越来越广 其竞争也越来越激烈 纵观即时通讯软件业的迅速发展 设计并开发一个即时 通讯平台 对于现阶段的学习和研究 都是极为有意义的 基于这个前提和起 因 我选择了设计一个名为 JQQ 的即时通讯系统作为我的毕业设计 1 31 3 预期目标和经济效益预期目标和经济效益 即时通讯简称 IM Instant Messaging 它是一种面向终端使用者的网络 沟通工具服务 使用者可以通过安装了即时通信的终端机进行两人或多人之间 的实时沟通 即时通信利用的是互联网线路 通过文字 语音 视频 文件的信息交流 与互动 有效节省了沟通双方的时间与经济成本 即时通信不再是一个单纯的 聊天工具 它已经发展成集交流 资讯 娱乐 搜索 电子商务 办公协作和 企业客户服务等为一体的综合化信息平台 即时通讯系统一旦开发完成 只需要一些基本维护和简单扩展的费用 产 生的经济效益源源不断 相当乐观 有着很广阔的发展前景 1 41 4 课题简要介绍课题简要介绍 本课题之前 充分调查了市场主流类似通讯软件的优点与缺点 对大数操 作者的年龄 职业 文化层次等做了一系列调查 在结合行业自身的特点的同 时 也充分考虑到设计者自身的条件与现有技术成熟程度的基础上做出的一款 适合大多数人使用的即时通讯软件 产品定位 大多数人能够使用 操作者有无相关专业知识都可 主要功能有 用户注册 用户登陆 分组管理 好友管理 即时通讯 查询用户 查询聊天记录 实现技术 ASP NET7 0 SQL Server 2008 数据库 1 51 5 系统创新点系统创新点 操作简单 方便 快捷 准确 数据存储安全可靠 针对自身特点去除了不 必要的冗余东西 使系统负担最小 速度最快 采用更高的安全机制 使数据 更加安全 用户可以放心的使用 1 61 6 通讯模型的特点通讯模型的特点 1 6 11 6 1 适用性适用性 作为一个一般性的模型 本通讯模型适用于无线网络和 Internet 上现存的 多种系统 模型中的 JQQ 可以是 Internet 上的应用程序 也可以是移植到移动 电话和其他各种无线手持设备上的应用程序 即时通讯和服务可以是 Internet 上 ICQ 服务 可以是 GSM 标准中的 SMS Short Message Service 短信息服务 也可以是 NTT Do Co Me 的 I MODE 服务 1 6 21 6 2 扩展性扩展性 模型具有很强的扩展性 本模型并没有规定服务必须采用中央服务器 在 模型实现的时候 可以使用基于中央服务器的星形结构 也可以使用对等网络 结构甚至其他混合结构 例如 深圳腾讯 QQ 的通讯服务系统使用的是基于中央 服务器的 Client Server 的混合星型结构 而即时通讯服务使用的是对等网络 加客户机 服务器结构 3 3 概要设计概要设计 3 13 1 框架设计框架设计 本系统总体框架如图 3 1 所示 3 23 2 拓扑结构拓扑结构 系统的拓扑结构如图 3 2 所示 图 3 2 系统的拓扑结构图 拓扑空间是一种数学结构 可以在上头形式化地定义出如收敛 连通 连续 等概念 拓扑空间在现代数学的各个 分支都有应用 是一个居于中心地位 的 统一性的概念 拓扑空间有独立研究的价值 研究拓扑空间的数学分支称 为拓扑学 计算机网络的最主要的拓扑结构有总线型拓扑 环型拓扑 树型拓扑 星 型拓扑 混合型拓扑以及网状拓扑 其中环形拓扑 星形拓扑 总线拓扑是三 个最基本的拓扑结构 在局域网中 使用最多的是星型结构 网络的拓扑结构 网络拓扑结构是指抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系 统的连接形式 是指网络电缆构成的几何形状 它能从逻辑上表示出网络服务 器 工作站的网络配置和互相之间的连接 它分为逻辑拓扑逻辑拓扑和物理拓扑物理拓扑结构这 里讲物理拓扑结构 S1 S3 S2 C1 C2 C3 客户端 服务器星型结 构 服务器 服务器对等结 构 模式一 S1 S3 S2 C1 C2 C3 客户端 服务器星型结构 服务器 服务器对等结构 客户端 客户机对等结构 模式二 C S 服务器 客户端 客户端 客户端连 接 客户端 服务器连 接 服务器 服务器连 接 现在不少即时通讯系统服务的内部拓扑中采用模式一 也有极其个别系统 在即时通讯服务上面采用模式二 例如 深圳腾讯的 QQ 服务中的即时通讯服务 发信者首先考虑直接与即时收信箱进行通讯 如果发现直接通讯超时 会转为 使用服务器中转完成通讯 模式一是一种非常成熟的模式 大多数 TCP IP 应用系统 例如 SMTP 服务 DNS 服务 WWW 服务等都是使用这种模式 模式二 对于模式一是一个技术上的 修正 虽然这个修正带来了新的问题 但是其实用性是不可质疑的 JQQ 正是 实用模式二作为服务模式 JQQ 的服务是由服务器构成的 JQQ 中每个实体都由一个寄主服务器管理 个体必须向服务器注册 注册后就有可以控制的发信者和即时收件箱 发信者 是独立于即时通讯服务外的实体 而即时收信箱则存在于寄主服务器中 JQQ 的通讯系统中只有存在发送者和接收者两类实体 注册后的用户必须在服务器 上建立登记表 才能知道其他用户的存在 与其他用户进行交流 1 TCP 协议 TCP 和 UDP 是 TCP IP 协议族的两个主要的传输协议 TCP 是面向连接的 UDP 是面向无连接的 而实际上他们最大的区别在于为应用协议提供不同的服 务 TCP 协议为应用程序提供点到点的通信 建立可靠的连接 如果有故障发 生 阻碍分组到达远程系统 或者服务器不接受连接 客户都会得到通知 数 据可靠的交付 故障而不能交付 发送方会得到通知 具有流控的传输 双工 的传输 单个 TCP 连接允许同时双向传送数据流模式 TCP 从发送方到接收方 发送没有报文边界的字节 2 UDP 协议 UDP 为应用程序提供多对多的通信 UDP 在进行通讯的应用的数量上面 具 有更大的灵活性 多个应用可以向一个接收方发送报文 一个发送方向也可以 向多个接收方发送报文 UDP 还可以使用底层网络的广播和组播设施交付报文 UDP 提供的是不可靠交付语义 报文可能丢失 重复或者失序 而发送方是得 不到通知的 缺乏流控制 报文模式 当有数据交付的时候 必须制定报文边 界 3 传输层协议的选定 由于 TCP 和 UDP 的语义及其不同 如果要考虑应用协议所要求的语义 设 计者就不能不在面向连接和无连接的传输协议间作出选择 利用面向连接的 TCP 协议 可以大大简化应用协议的设计工作 由于 UDP 不提供可靠的交付 无连接传输要求应用协议提供可靠性 并在必要时 使用一种称为自适应重传 的复杂技术 为现有的应用程序增加自适应重传比较困难 它需要程序员具有 相当地专业知识 选择 TCP 一个很大的缺点就是 建立和中止连接的三次握手使 TCP 比起 UDP 开销大 在考虑是用 UDP 还是用 TCP 作为域名服务系统的运输层协议是 设计者往往陷入两难的境地 一个理想的解决方案应该既能提供可靠的数据传 输 又不需要专门的建立和释放连接 不需要报文的反段和重组 同时还能是 两端的空闲状态所处的时间最短 TCP 什么都好 只可惜他需要建立和释放连 接 还有一个严重的问题就是 TCP 在空闲的连接上根本不发送任何分组 假设客户与某个 服务器建立了连接 并与之交换请求和响应 接着便崩溃了 因为客户已经崩溃了 它就 不会再发送任何请求了 然而 服务器到目前为止对它收到的所有请求都进行了响应 它 便不会再向客户发送更多的数据了 这种情况下 服务器拥有分配给该连接的数据结构 包 括缓存空间 这些资源不能被重新分配 服务器是设计成始终运行的 如果不断有客户崩 溃 服务器就会耗尽资源 如套接字 缓存空间 TCP 连接 从而中止运行 3 33 3 功能设计功能设计 系统功能设计 如图 3 3 所示 客户端 用 户 注 册 用 户 登 录 分 组 管 理 好 友 管 理 查 询 用 户 即 时 通 讯 聊 天 记 录 3 3 13 3 1 用户注册模块用户注册模块 用户需要正确填写自己的用户名 密码 真实姓名 性别 个性签名等信 息 如果用户名合法且未被占用 则可以注册成功 用户注册如图 3 4 所示 图 3 4 用户注册流程图 3 2 23 2 2 用户登录模块用户登录模块 用户需要正确填写自己的用户名 密码 如果验证成功 则可以进入到 JQQ 即时通讯系统主面板 与在线好友进行即时通讯 用户登录如图 3 5 所示 图 3 5 用户登录流程图 3 3 33 3 3 分组管理模块分组管理模块 分组管理模块包括对分组的添加与删除 添加分组过程中 分组不能为空 并且不能有重复的分组 删除分组过程中 只要选定要删除的分组 即可删除 成功 分组管理如图 3 6 所示 图 3 6 分组管理流程图 3 2 43 2 4 好友管理模块好友管理模块 好友管理模块包括对好友的添加与删除 添加好友过程中 好友不能为空 不能加自己为好友 要添加的好友必须存在并且不能有重复的好友 删除好友 过程中 只要选定所属分组下的相应好友 即可删除成功 好友管理如图 3 7 所示 图 3 7 好友管理流程图 3 2 53 2 5 查询用户模块查询用户模块 查询用户模块列出了除了自己的所有用户的基本信息包括是否在线 用户 可以根据需要加为好友并进行通讯 对于在线状态的好友可以进行在线交流 查询用户如图 3 8 所示 图 3 8 查询用户流程图 3 2 63 2 6 即时通讯模块即时通讯模块 即时通讯模块是本系统最关键的环节与目的所在 用户可以选择分组中的 在线好友进行即时通讯 并且当交流完毕时自动保存聊天记录 即时通讯如图 3 9 所示 图 3 9 即时通讯流程图 3 2 73 2 7 聊天记录模块聊天记录模块 聊天记录模块主要记录了与相应好友的所有聊天内容 可以方便的浏览一些重要信息 和谈论话题等 3 43 4 设计原则及一般要求设计原则及一般要求 参照各模块的功能与具体的特点 我们设计的整个即时通讯系统应达到以 下目的 1 稳定性 整个系统应能稳定运行 硬件配置的局部改变不会影响整体 的正常运行 其它系统的差错不会导致即时通讯系统无法正确运作 2 准确性 系用户按操作要求操作产生的数据与数据库产生的变化应严 格保持一致 杜绝错误 异常等情况的出现 3 安全性 所有数据定时备份 错误的出现由系统自动记录备份文件 以备查验 避免用户误操作而造成不必要的损失 4 易使用性 即时通讯系统的界面与操作人员的交互性好 用 Client Server 客户端 服 务器 结构 4 4 系统设计系统设计 4 1 模块设计模块设计 功能模块设计如表 4 1 所示 表 4 1 功能模块设计表 用户注册模块1 用户注册 功能模块 用户登录模块1 用户登录 分组管理模块 1 添加分组 2 删除分组 好友管理模块 1 添加好友 2 删除好友 查询用户模块1 查询用户 即时通讯模块1 即时通讯 聊天记录模块1 查看聊天记录 4 24 2 即时通讯系统关系型数据库的实现即时通讯系统关系型数据库的实现 Microsoft SQL Server 2008 是一个高性能的客户端 服务器结构的关系数 据库管理系统 RDBMS SQL Server 2008 是为支持高容量的事务处理 比如 在线订购录入 存货目录 记账或制造 以及数据仓库和决策支持系统而设计 的 使用 Intel 处理器的网络 也能够为其他的 Microsoft 操作系统提供很多 客户端工具和网络接口 由于 SQL Server 的开放结构 其他系统也能和它交互 操作 使用它可以完成事务处理 存储和分析数据以及创建新的应用程序 其 中 SQL Server 的 RDBMS 负责维护数据库中数据之间的关系 确保正确的存储数 据和不违反定义数据之间的规则 而且在系统发生错误时将所有数据恢复到某 个已知的 具备一致性的检查点上 SQL Server 2008 就是关系数据库开发工 具 数据库能汇集各种信息以供查询 存储和检索 SQL Server 2008 的优点 在于它能使用数据表示图或自定义窗体收集信息 数据库在一个信息管理系统 中占有非常重要的地位 数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率以及 实现的效果产生影响 合理的数据库结构设计可以提高数据存储的效率 报填 数据的完整和一致 另外 合理的数据库结构将非常有利于程序的实现 设计 数据可系统是应该首先充分了解用户各个方面的要求 包括现有的以及将来可 能增加的要求 4 2 14 2 1 数据库分析数据库分析 即时通讯系统需求包括对用户信息 分组信息 好友信息等各方面信息的 管理 这些信息都需要保存在数据库中 因此需要建立一些相应的表结构来存 储这些相应的数据 针对这些情况 我们大致建立了以下若干表来存储相应的信息 表名 用户表 分组表 好友表等 1 用户表 包括的数据项有 用户名 密码 真实姓名 性别 个性签名 是否在线等 2 分组表 包括的数据项有 分组名称 用户等 3 好友表 包括的数据项有 好友名称 所在分组 用户等 4 2 24 2 2 数据库概念设计数据库概念设计 根据前面的需求分析和概要设计规划出本系统所使用的实体对象 分别为 用户实体 分组实体 好友实体 下面将给出几个关键实体的 E R 图 1 用户实体 用户实体包括用