通信-课程设计报告

课程设计（报告）任务书（理工科类）Ⅰ、课程设计（报告）题目：Ⅱ、课程设计（论文）工作内容一、课程设计目标1、培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力；2、培养学生的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。二、研究方法及手段应用1、将任务分成若干模块，查阅相关论文资料，分模块调试和完成任务；2、使用VC++6。0环境开发Winsock应用程序,实现了服务器和客户端应用程序的通信。三、课程设计预期效果1、完成实验环境搭建；2、分模块调试和编译;3、组合并完善程序。学生姓名：潘超专业年级：072611河海大学本科课程设计报告-PAGE3-目录前言……………2第一章系统设计…………………3第一节课题目标及总体方案……………….….3第二章实验（测试）结果及讨论…………….….7第一节套接字类CPublicNetSoftDlg…………..7第二节连接套接字类和对话框视窗…………..8第三节服务器段应用程序……………………..8第四节客户端应用程序………………………..9第三章结论………………………11心得体会…………………………13参考文献…………………………13附录…………………………15一、源程序………………………15二、其他………………………25前言介绍了在VC++6。0环境开发Winsock应用程序的方法，利用MFC提供的CAsync—Socket类实现了服务器和客户端应用程序的通信，从客户端应用程序可以向服务端应用程序发送信息；服务端应用程序利用Windows的进程查找API函数获得本机正在运行的程序名，并把它们发送给客户端应用程序。Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。服务器，使用ServerSocket监听指定的端口，端口可以随意指定（由于1024以下的端口通常属于保留端口，在一些操作系统中不可以随意使用，所以使用大于1024的端口），等待客户连接请求,客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。客户端，使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话；会话完成后，关闭Socket。客户端不需要指定打开的端口，通常临时的、动态的分配一个1024以上的端口。

第一章系统设计第一节课题目标及总体方案利用Socket编程是一类典型的网络通信编程方法，特别是在实时性要求较高及远程控制时，Winsock编程是非常实用的。本方中利用了MFC的CAsyncSocket类实现了服务器和客户端应用程序的通信，基本类CasyncSocket提供全面的由事件驱动的Socket通信能力。第二节基本套接字系统调用套接字编程原理=1\*GB3①创建套接字─socket()应用程序在使用套接字前，首先必须拥有一个套接字，系统调用socket()向应用程序提供创建套接字的手段，其调用格式如下：SOCKETsocket(intaf,inttype,intprotocol);该调用要接收三个参数：af、type、protocol。参数af指定通信发生的区域，UNIX系统支持的地址族有：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中仅支持AF_INET，它是网际网区域。因此，地址族与协议族相同。参数type描述要建立的套接字的类型。参数protocol说明该套接字使用的特定协议，如果调用者不希望特别指定使用的协议，则置为0，使用默认的连接模式。根据这三个参数建立一个套接字，并将相应的资源分配给它，同时返回一个整型套接字号。因此，socket()系统调用实际上指定了相关五元组中的“协议”这一元。②指定本地地址─bind()当一个套接字用socket()创建后，存在一个名字空间(地址族),但它没有被命名。bind()将套接字地址（包括本地主机地址和本地端口地址）与所创建的套接字号联系起来，即将名字赋予套接字，以指定本地半相关。其调用格式如下：intbind(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);参数s是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。参数name是赋给套接字s的本地地址（名字），其长度可变，结构随通信域的不同而不同。namelen表明了name的长度。如果没有错误发生，bind()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。地址在建立套接字通信过程中起着重要作用，作为一个网络应用程序设计者对套接字地址结构必须有明确认识。③建立套接字连接─connect()与accept()这两个系统调用用于完成一个完整相关的建立，其中connect()用于建立连接。无连接的套接字进程也可以调用connect()，但这时在进程之间没有实际的报文交换，调用将从本地操作系统直接返回。这样做的优点是程序员不必为每一数据指定目的地址，而且如果收到的一个数据报，其目的端口未与任何套接字建立“连接”，便能判断该端口不可操作。而accept()用于使服务器等待来自某客户进程的实际连接。connect()的调用格式如下：intconnect(SOCKETs,conststructsockaddrFAR*name,intnamelen);参数s是欲建立连接的本地套接字描述符。参数name指出说明对方套接字地址结构的指针。对方套接字地址长度由namelen说明。如果没有错误发生，connect()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。在面向连接的协议中，该调用导致本地系统和外部系统之间连接实际建立。由于地址族总被包含在套接字地址结构的前两个字节中，并通过socket()调用与某个协议族相关。因此bind()和connect()无须协议作为参数。accept()的调用格式如下：SOCKETaccept(SOCKETs,structsockaddrFAR*addr,intFAR*addrlen);参数s为本地套接字描述符，在用做accept()调用的参数前应该先调用过listen()。addr指向客户方套接字地址结构的指针，用来接收连接实体的地址。addr的确切格式由套接字创建时建立的地址族决定。addrlen为客户方套接字地址的长度（字节数）。如果没有错误发生，accept()返回一个SOCKET类型的值，表示接收到的套接字的描述符。否则返回值INVALID_SOCKET。accept()用于面向连接服务器。参数addr和addrlen存放客户方的地址信息。调用前，参数addr指向一个初始值为空的地址结构，而addrlen的初始值为0；调用accept()后，服务器等待从编号为s的套接字上接受客户连接请求，而连接请求是由客户方的connect()调用发出的。当有连接请求到达时，accept()调用将请求连接队列上的第一个客户方套接字地址及长度放入addr和addrlen，并创建一个与s有相同特性的新套接字号。新的套接字可用于处理服务器并发请求。四个套接字系统调用，socket()、bind()、connect()、accept()，可以完成一个完全五元相关的建立。socket()指定五元组中的协议元，它的用法与是否为客户或服务器、是否面向连接无关。bind()指定五元组中的本地二元，即本地主机地址和端口号，其用法与是否面向连接有关：在服务器方，无论是否面向连接，均要调用bind()；在客户方，若采用面向连接，则可以不调用bind()，而通过connect()自动完成。若采用无连接，客户方必须使用bind()以获得一个唯一的地址。以上讨论仅对客户/服务器模式而言，实际上套接字的使用是非常灵活的，唯一需遵循的原则是进程通信之前，必须建立完整的相关。④监听连接─listen()此调用用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。listen()需在accept()之前调用，其调用格式如下：intlisten(SOCKETs,intbacklog);参数s标识一个本地已建立、尚未连接的套接字号，服务器愿意从它上面接收请求。backlog表示请求连接队列的最大长度，用于限制排队请求的个数，目前允许的最大值为5。如果没有错误发生，listen()返回0。否则它返回SOCKET_ERROR。listen()在执行调用过程中可为没有调用过bind()的套接字s完成所必须的连接，并建立长度为backlog的请求连接队列。调用listen()是服务器接收一个连接请求的四个步骤中的第三步。它在调用socket()分配一个流套接字，且调用bind()给s赋于一个名字之后调用，而且一定要在accept()之前调用。⑤数据传输─send()与recv()当一个连接建立以后，就可以传输数据了。常用的系统调用有send()和recv()。send()调用用于在参数s指定的已连接的数据报或流套接字上发送输出数据，格式如下：intsend(SOCKETs,constcharFAR*buf,intlen,intflags);参数s为已连接的本地套接字描述符。buf指向存有发送数据的缓冲区的指针，其长度由len指定。flags指定传输控制方式，如是否发送带外数据等。如果没有错误发生，send()返回总共发送的字节数。否则它返回SOCKET_ERROR。recv()调用用于在参数s指定的已连接的数据报或流套接字上接收输入数据，格式如下：intrecv(SOCKETs,charFAR*buf,intlen,intflags);参数s为已连接的套接字描述符。buf指向接收输入数据缓冲区的指针，其长度由len指定。flags指定传输控制方式，如是否接收带外数据等。如果没有错误发生，recv()返回总共接收的字节数。如果连接被关闭，返回0。否则它返回SOCKET_ERROR。⑥输入/输出多路复用─select()调用用来检测一个或多个套接字的状态。对每一个套接字来说，这个调用可以请求读、写或错误状态方面的信息。请求给定状态的套接字集合由一个fd_set结构指示。在返回时，此结构被更新，以反映那些满足特定条件的套接字的子集，同时，select()调用返回满足条件的套接字的数目，其调用格式如下：intselect(intnfds,fd_setFAR*readfds,fd_setFAR*writefds,fd_setFAR*exceptfds,conststructtimevalFAR*timeout);参数nfds指明被检查的套接字描述符的值域，此变量一般被忽略。参数readfds指向要做读检测的套接字描述符集合的指针，调用者希望从中读取数据。参数writefds指向要做写检测的套接字描述符集合的指针。exceptfds指向要检测是否出错的套接字描述符集合的指针。timeout指向select()函数等待的最大时间，如果设为NULL则为阻塞操作。select()返回包含在fd_set结构中已准备好的套接字描述符的总数目，或者是发生错误则返回SOCKET_ERROR。⑦关闭套接字─closesocket()关闭套接字s，并释放分配给该套接字的资源；如果s涉及一个打开的TCP连接，则该连接被释放。closesocket()的调用格式如下：BOOLclosesocket(SOCKETs);参数s待关闭的套接字描述符。如果没有错误发生，closesocket()返回0。否则返回值SOCKET_ERROR。第二章实验（测试）结果及讨论套接字类CPublicNetSoftDlg1、创建首先利用CPublicNetSoftDlg实例一个对象；创建服务器端Socket，类型为ServerSocket，面向连接的通信：ServerSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);调用Create方法的方式与准备如何使用Socket相关。如果作为服务程序等待呼叫，至少要给Create方法传送一个端口号：m_sockServerAddr.sin_port=htons(8001);list.InsertString(0,"服务器端口:8001");具体数值可选，只要保证客户方的通信端口与服务方的通信端口一致即可。2、监听在服务方必须调用Listen方法监听对方的连接请求：listen(ServerSocket,1)；3、连接建立连接函数,产生相应传递给窗口的消息为WM_SERVER_ACCEPT。iErrorCode=WSAAsyncSelect(ServerSocket,m_hWnd,WM_CLIENT_ACCEPT,FD_ACCEPT);IsTrue=TRUE;4、发送信息通过Socket发送信息并不复杂，可以使用Send方法。此方法需要两个参数。第一个参数是一个指向缓冲区的指针。该缓冲区中存放着要发送的信息；第二个指明缓冲区的长度。该方法的返回值是发送到对方的数据总量。如有错误，返回SOCKET_ERROR。5、接收信息为获取接收的信息，必须调用Receive方法，此方法的参数与Send方法的相同，只有一点差别，第一个参数是缓冲指针，指出信息拷贝的位置。如有错误，返回SOCKET_ERROR。第二节连接套接字类和对话框视窗无论是客户程序还是服务程序，都需要把套接字类CPublicNetSoftDlg和对话框视窗连接起来。在服务程序中加入事件函数如下：LRESULTCPublicNetSoftDlg::OnAccept(WPARAMwParam,LPARAMlParam)在客户程序中加入事件函数如下：LRESULTCClientTestDlg::OnReadClose(WPARAMwParam,LPARAMlParam)第三节服务器段应用程序1、建立工程打开VisualC++6.0的开发环境，新建一工程，工程类型为PublicNetSoft。单击OK，进入下一步。选择DialogBased，单击Sockets，其余保留，单击Finish建立工程。2、设计界面在对话框服务器程序中添加控件。对象属性设置Listbox:IDC_LISTEditbox:IDC_EDITButton:IDOKButton:IDCANCEL3、添加成员和方法在服务器的初始化方法中添加如下函数，创建一个Socket并监听连接请求。voidCPublicNetSoftDlg::OnOK()//初始化与绑定服务器{WSADATAwsaData;intiErrorCode;ServerSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);m_sockServerAddr.sin_family=AF_INET;m_sockServerAddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;m_sockServerAddr.sin_port=htons(8001);//定义端口号iErrorCode=WSAAsyncSelect(ServerSocket,m_hWnd,WM_CLIENT_ACCEPT,FD_ACCEPT);}voidCPublicNetSoftDlg::OnSend()//发送数据LRESULTCPublicNetSoftDlg::OnAccept(WPARAMwParam,LPARAMlParam)//自定义接收客户机请求的消息LRESULTCPublicNetSoftDlg::OnReadClose(WPARAMwParam,LPARAMlParam)//自定义的关闭与缓冲区有消息BOOLCPublicNetSoftDlg::DestroyWindow()//当程序退出时，把SOCKET清空第四节客户端应用程序1、建立工程同3.1，把工程名改为ClientTest。2、设计界面在对话框中添加控件。对象属性设置Listbox:IDC_LISTEditbox:IDC_EDITButton:IDOKButton:IDCANCELButton:IDC_SEND3、添加代码在客户程序的初始化方法中添加如下函数voidCClientTestDlg::OnOK()可以构建条件语句判别输入情况:if(di.DoModal()==IDOK) { if(di.ipstr.IsEmpty()) { MessageBox("没有输入IP地址。","请输入IP地址",NULL); return; } else ip=di.ipstr; }对不同情况,利用switch…case语句分别处理:LRESULTCClientTestDlg::OnReadClose(WPARAMwParam,LPARAMlParam){switch(WSAGETSELECTEVENT(lParam)) { caseFD_READ: if(recv(ServerSocket,(char*)&msg,sizeof(msg),0)==SOCKET_ERROR) { List.InsertString(0,"接收数据发生错误。"); return0L; } Str.Format("%s",msg。msg); List.InsertString(0,str); break; caseFD_CLOSE: closesocket(ServerSocket); list.InsertString(0,"服务器退出。"); IsTrue=FALSE; break; }点击”发送”按钮,调用如下函数:voidCClientTestDlg::OnSend(){UpdateData();strcpy(msg.msg,(LPCTSTR)str); msg.i=0;list.InsertString(0,str); str.Empty(); UpdateData(FALSE); ((CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDIT_MESSAGE))->SetActiveWindow();}当点击取消按钮时,自动调用windows自带函数,摧毁client窗口BOOLCClientTestDlg::DestroyWindow()

第三章结论本程序在VC++6.0下调试通过，在本机上运行结果如下图所示(在不同计算机上运行时，只要在客户程序的“请输入IP地址”中键入运行服务程序的计算机名或IP地址即可)：图3.1服务器端图3.2嵌入服务器IP地址图3.3客户端

心得体会回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在整整半个月的日子里，我学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。

参考文献[1]林琪。VC++下实现Socket编程方法[J]。电脑编程技巧与维护，2000。12。22～24。[2]EugeneOlafsen，KennScribner等著。王建华。陈一飞等译。MFCVisualc++6编程技术内幕[M]。北京：机械工业出版社。2000。[3]ScottStanfild，RalphArvesen著。华译工作室。VisualC++开发人员指南[M]。北京：机械工业出版社，1998。

附录源程序：服务器端:voidCPublicNetSoftDlg::OnOK(){//初始化与绑定服务器WSADATAwsaData;intiErrorCode;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,1),&wsaData))//调用WindowsSocketsDLL {list.InsertString(0,"Winsock无法初始化!");WSACleanup();return; } list.InsertString(0,"服务器开始创建SOCKET."); ServerSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建服务器端Socket，类型为SOCK_STREAM，面向连接的通信if(ServerSocket==INVALID_SOCKET) {list.InsertString(0,"无法创建服务器socket!");return; }m_sockServerAddr.sin_family=AF_INET;m_sockServerAddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;//向所有的IP地址发送消息m_sockServerAddr.sin_port=htons(8001);if(bind(ServerSocket,(LPSOCKADDR)&m_sockServerAddr,sizeof(m_sockServerAddr))==SOCKET_ERROR)//与选定的端口绑定{ list.InsertString(0,"无法绑定服务器.");return; }list.InsertString(0,"服务器端口:8001.");iErrorCode=WSAAsyncSelect(ServerSocket,m_hWnd,WM_CLIENT_ACCEPT,FD_ACCEPT);//产生相应传递给窗口的消息为WM_SERVER_ACCEPT，这是自定义消息if(iErrorCode==SOCKET_ERROR) {list.InsertString(0,"WSAAsyncSelect设定失败!——用于连接请求的消息");return; }if(listen(ServerSocket,1)==SOCKET_ERROR)//开始监听客户连接请求 { list.InsertString(0,"服务器监听失败!");return; } IsTrue=TRUE; list.AddString("服务器绑定监听成功.");return;}voidCPublicNetSoftDlg::OnSend(){//发送数据 if(!IsTrue) list.InsertString(0,"还没有工作站连接，或服务器没有初始化成功."); UpdateData(); strcpy((char*)msg.msg,(LPCTSTR)str); msg.i=0; if(send(Client,(char*)&msg,sizeof(msg),0)==SOCKET_ERROR)// recv(ServerSocket,buf,sizeof(buf),0); { list.InsertString(0,"发送数据错误."); return; } else list.InsertString(0,str); list.InsertString(0,str); str.Empty(); UpdateData(FALSE); ((CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDIT))->SetActiveWindow();}LRESULTCPublicNetSoftDlg::OnAccept(WPARAMwParam,LPARAMlParam){//自定义接收客户机请求的消息ON_MESSAGE(WM_CLIENT_ACCEPT,OnAccept) if(WSAGETSELECTERROR(lParam)) { list.InsertString(0,"ErrordetectedonentryintoOnServerAccept."); return0L; } if(WSAGETSELECTEVENT(lParam)==FD_ACCEPT)//如果 { Client=accept(ServerSocket,(LPSOCKADDR)&m_sockServerAddr,0); if(Client==INVALID_SOCKET) { list.InsertString(0,"Serversocketfailedtoacceptconnection."); return0L; } WSAAsyncSelect(Client,m_hWnd,WM_CLIENT_READCLOSE,FD_READ|FD_CLOSE); IsTrue=TRUE; } list.InsertString(0,"有工作站连接上了服务器."); return0L;}LRESULTCPublicNetSoftDlg::OnReadClose(WPARAMwParam,LPARAMlParam){//自定义的关闭与缓冲区有消息 if(!IsTrue) { list.InsertString(0,"有数据到达，但是没有工作站连接."); } CStringstr; switch(WSAGETSELECTEVENT(lParam)) { caseFD_READ: if(recv(Client,(char*)&msg,sizeof(msg),0)==SOCKET_ERROR) { list.InsertString(0,"接收数据发生错误."); return0; } str.Format("%s",msg.msg); list.InsertString(0,str); break; caseFD_CLOSE: str=_T("工作站退出."); list.InsertString(0,str); closesocket(Client); IsTrue=FALSE; break; } return0L;}BOOLCPublicNetSoftDlg::DestroyWindow(){//当程序退出时，把SOCKET清空 WSACleanup(); returnCDialog::DestroyWindow();}客户端:voidCClientTestDlg::OnOK(){//连接 LPCTSTRip; CGetIPdi; di.ipstr=_T("127.0.0.1"); if(di.DoModal()==IDOK) { if(di.ipstr.IsEmpty()) { MessageBox("没有输入IP地址.","请输入IP地址",NULL); return; } else ip=di.ipstr; } else return;WSADATAwsaData;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,1),&wsaData))//调用WindowsSocketsDLL {list.InsertString(0,"Winsock无法初始化!");WSACleanup();return; } list.InsertString(0,"服务器开始创建SOCKET."); ServerSocket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建服务器端Socket，类型为SOCK_STREAM，面向连接的通信if(ServerSocket==INVALID_SOCKET) {list.InsertString(0,"无法创建服务器socket!");return; }list.InsertString(0,"服务器端口:8001."); DWORDdwip; if((dwip=inet_addr(ip))==INADDR_NONE) { list.InsertString(0,"IP赋值错误"); return; }sockStruct.sin_family=AF_INET;//使用TCP/IP协议sockStruct.sin_port=htons(8001); sockStruct.sin_addr.S_un.S_addr=dwip; if(connect(ServerSocket,(LPSOCKADDR)&sockStruct,sizeof(sockStruct))==SOCKET_ERROR){ list