基于TCP的简单一对一聊天程序设计.docx
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基于TCP的简单一对一聊天程序设计.docx
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基于TCP的简单一对一聊天程序设计
一、题目:
通过套接字连接进行一对一聊天通信
二、实验要求:
实现一个一对一的聊天程序。
基本过程如下:
服务器首先启动,创建套接字后等待客户的连接;客户启动以后,创建套接字,然后和服务器建立连接;连接建立后,客户机和服务器可以通过建立的套接字连接进行通信。
服务器和客户端可以是一台电脑的两个进程,也可以分别部署在两台电脑上。
三、原理概述:
套接字Socket是一种双向的通信接口,可以通过这个端口与任何一个具有Socket端口的计算机通信,套接字是网络通信的基础。
Socket在Windows以句柄的形式被创建。
使用Socket进行网络通信必须包含下面的几种信息:
双方认可的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,对方主机的IP地址,对方进程的协议端口。
Socket可分为:
1数据报套接字(DatagramSockets)——对于在TCP/IP上实现的WinSock,数据报套接字使用用户数据报协议(UDP)。
数据报套接字提供了一种不可靠的、非连接的数据包通信方式。
2流式套接字(StreamSockets)——流式套接字使用传输控制协议(TCP)。
流式套接字可以将数据按顺序无重复地发送到目的地,它提供的是一种可靠的、面向连接的数据传输方式。
不管是对单个的数据报,还是对数据包,流式套接字都提供了一种流式数据传输。
VC++对网络编程的支持有socket支持,Winlnet支持,MAPI和ISAPI支持等。
其中WindowsSocketsAPI是TCP/IP网络环境里,也是Internet上进行开发最为通用的API。
IP地址:
IPAddress就是依照TCP/IP协议分配给本地主机的网络地址,就向两个进程要通讯,任一进程要知道通讯对方的位置,位置如何来确定,就用对方的IP
端口号:
用来标识本地通讯进程,方便OS提交数据.就是说进程指定了对方进程的网络IP,但这个IP只是用来标识进程所在的主机,如何来找到运行在这个主机的这个进程呢,就用端口号.
连接:
指两个进程间的通讯链路.
一个完整的网间进程通信需要由两个进程组成,并且只能使用同一种高层协议。
也就是说,不可能通信的一端用TCP协议,而另一端用UDP协议。
因此一个完整的网间通信需要一个五元组来标识:
协议,本地地址,本地端口号,远地地址,远地端口号
这样一个五元组,叫做一个相关association,即两个协议相同的半相关才能组合成一个合适的相关,或完全指定组成一连接。
在TCP/IP网络应用中,通信的两个进程间相互作用的主要模式是客户/服务器模式(Client/Servermodel),即客户向服务器发出服务请求,服务器接收到请求后,提供相应的服务。
客户/服务器模式的建立基于以下两点:
首先,建立网络的起因是网络中软硬件资源、运算能力和信息不均等,需要共享,从而造就拥有众多资源的主机提供服务,资源较少的客户请求服务这一非对等作用。
其次,网间进程通信完全是异步的,相互通信的进程间既不存在父子关系,又不共享内存缓冲区,因此需要一种机制为希望通信的进程间建立联系,为二者的数据交换提供同步,这就是基涌纪纪户/服务器模式的TCP/IP。
四.设计方案:
设计原理图:
解决方案
基于TCP连接Socket聊天程序
基于该连接的聊天程序需要至少具备一个服务器端(Server)和一个客户端(Client)。
在本程序中,一个用户作为Server端,另一个用户作为Client端。
也就是说,作为Server端的用户,需要首先启动程序,等待Client端的连接请求。
当TCP连接握手以后,双方方可进行交互。
在本程序中Server端并不是单独存在。
它也可以向他的Client端发送消息。
当Client端与Server端握手以后,Server端需要首先发起会话;Client端在收到消息后再回复一条消息给Server端;同样,Server端在收到消息后再回复一条消息给Client端……以此类推。
五.程序编写:
Server.h代码如下:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
classCChatServer
{
public:
CChatServer();
~CChatServer();
boolIsConnected(){returnm_bIsConnected;}//返回连接状态
voidStartListenClient();//Listentoclient
intSendMessagePort(stringsMessage);//向所有客户端发消息
intRecClient(SOCKETsRecSocket);//接收客户端数据
private:
boolm_bIsConnected;//true-connectedfalse-notconnected
intm_iServerPort;
list
SOCKETm_SClient;
SOCKETm_SListenClient;//socketlisteningforclientcalls
};
Server.cpp代码如下:
#include"server.h"
CChatServerCServerObj;
UINTServerRecThread(LPVOIDpParam)//接收数据的工作线程
{
SOCKETsRecSocket=(SOCKET)pParam;
while
(1)
{
if(CServerObj.RecClient(sRecSocket))
break;
}
return0;
}
UINTServerListenThread(LPVOIDpParam)//监听端口建立连接的工作线程
{
while
(1)
CServerObj.StartListenClient();
return0;
}
CChatServer:
:
CChatServer()//对象CChatServer的构造函数
{
cout<<"StartingupTCPChatserver\n";
m_bIsConnected=false;
WSADATAwsaData;
sockaddr_inlocal;
intwsaret=WSAStartup(0x101,&wsaData);//应用程序调用的第一个WindowsSockets函数.
//它允许应用程序或DLL指明WindowsSocketsAPI的版本号及获得特定WindowsSockets实现的细节.
if(wsaret!
=0)
{
return;
}
local.sin_family=AF_INET;
local.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
local.sin_port=htons((u_short)8084);
m_SListenClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//创建一个套接字,返回套接字描述字
if(m_SListenClient==INVALID_SOCKET)
{
return;
}
if(bind(m_SListenClient,(sockaddr*)&local,sizeof(local))!
=0)//把本地协议的地址赋予一个套接字
{
return;
}
if(listen(m_SListenClient,10)!
=0)//监听该端口
{
return;
}
m_bIsConnected=true;
return;
}
CChatServer:
:
~CChatServer()//对象CChatServer的析构函数
{
closesocket(m_SListenClient);//关闭该端口
WSACleanup();
}
voidCChatServer:
:
StartListenClient()
{
sockaddr_infrom;
intfromlen=sizeof(from);
m_SClient=accept(m_SListenClient,
(structsockaddr*)&from,&fromlen);//产生与客户进行TCP连接通信的套接字并返回已连接客户端的协议地址
if(m_SClient!
=INVALID_SOCKET)
m_vClientList.push_back(m_SClient);
AfxBeginThread(ServerRecThread,(void*)m_SClient);//启动接收线程,用m_SClient套接字与客户端通话
}
intCChatServer:
:
SendMessagePort(stringsMessage)//向各个客户端发送服务器数据
{
intiStat=0;
list
:
iteratoritl;
if(m_vClientList.size()==0)
return0;
for(itl=m_vClientList.begin();itl!
=m_vClientList.end();itl++)
{
iStat=send(*itl,sMessage.c_str(),sMessage.size()+1,0);
if(iStat==-1)
m_vClientList.remove(*itl);
}
if(iStat==-1)
return1;
return0;
}
intCChatServer:
:
RecClient(SOCKETsRecSocket)//接收客户端数据成员函数
{
chartemp[4096];
intiStat;
iStat=recv(sRecSocket,temp,4096,0);
if(iStat==-1)
{
m_vClientList.remove(sRecSocket);
return1;
}
else
{
cout<<":
"< SendMessagePort(temp); return0; } return0; } intmain(intargc,char*argv[]) { intnRetCode=0; charbuf[4096]; cout<<"Thisaplicationactasachatserver.\n"; cout<<"Messagesfromanypcwillbebroadcastedtoallconnectedpcs.\n"; cout<<"Connecttotheserverpcport8084\n"; cout<<"PressONLYENTERtoquit.\n"; cout<<"=================================================\n"; if(! CServerObj.IsConnected())//判断监听端口是否建立 { cout<<"\nFailedtoinitialiseserversocket"; cout<<"\nBye"; getch(); return1; } AfxBeginThread(ServerListenThread,0);//启动监听端口建立连接的工作线程 while(gets(buf)) { if(strlen(buf)==0) break; if(CServerObj.SendMessagePort(buf)) { cout<<"Probleminconnectingtoserver.Checkwhetherserverisrunning\n"; break; } } cout<<"readytoseegoodbye: "; getch(); returnnRetCode; } Client.h #include #include #include #include #include usingnamespacestd; classCIPMessage { public: CIPMessage(); ~CIPMessage(); voidInit(stringsIpAddress,intiPort); intSendMessagePort(stringsMessage); intRecMessagePort(); boolIsConnected(){returnm_bIsConnected;} private: boolm_bIsConnected;//true-connectedfalse-notconnected stringm_sServerIPAddress; intm_iServerPort; SOCKETconn;//socketconnectedtoserver }; Client.cpp代码如下: #include"client.h" //GlobalMessageobject CIPMessageMyMessObj; CIPMessage: : CIPMessage()//MyMessObj构造函数 { m_bIsConnected=false; } voidCIPMessage: : Init(stringsIpAddress,intiPort)//建立与服务器端得连接 { m_sServerIPAddress=sIpAddress; m_iServerPort=iPort; structhostent*hp; unsignedintaddr; structsockaddr_inserver; WSADATAwsaData; intwsaret=WSAStartup(0x101,&wsaData);//应用程序调用的第一个WindowsSockets函数. //它允许应用程序或DLL指明WindowsSocketsAPI的版本号及获得特定WindowsSockets实现的细节. if(wsaret! =0) { return; } conn=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//建立客户端套接字 if(conn==INVALID_SOCKET) return; addr=inet_addr(m_sServerIPAddress.c_str());//转化ip地址和端口为指定形式 hp=gethostbyaddr((char*)&addr,sizeof(addr),AF_INET); if(hp==NULL) { closesocket(conn); return; } server.sin_addr.s_addr=*((unsignedlong*)hp->h_addr); server.sin_family=AF_INET; server.sin_port=htons(m_iServerPort); if(connect(conn,(structsockaddr*)&server,sizeof(server)))//向指定服务器建立连接 { closesocket(conn); return; } m_bIsConnected=true; return; } CIPMessage: : ~CIPMessage()//MyMessObj析构函数 { if(m_bIsConnected) closesocket(conn); } intCIPMessage: : SendMessagePort(stringsMessage)//向指定服务器发出数据 { intiStat=0; iStat=send(conn,sMessage.c_str(),sMessage.size()+1,0); if(iStat==-1) return1; return0; } intCIPMessage: : RecMessagePort()//接收指定服务器数据 { characRetData[4096]; intiStat=0; iStat=recv(conn,acRetData,4096,0); if(iStat==-1) return1; cout<<"-->: "< return0; } UINTMessageRecThread(LPVOIDpParam)//接收指定服务器数据线程 { while (1) { if(MyMessObj.RecMessagePort()) break; } return0; } intmain(intargc,char*argv[]) { charbuf[4096]; cout<<"ThisisaclientTCP/IPapplication\nConnectingtoport8084\n"; cout<<"\nPressONLYENTERtoquit"; cout<<"\n===============================================\n"; FILE*fp=fopen("server.ini","r");//获取服务器端套接字地址 if(fp==NULL) { cout<<"\nUnabletoopenserver.ini.PleasespecifyserverIPsddressinserver.ini"; return1;//mainfailed } stringsServerAddress; while((fgets(buf,4096,fp))! =NULL) { if(buf[0]=='#') continue; sServerAddress=buf; } fclose(fp); if(sServerAddress.size()==0) { cout<<"\nUnabletofindserverIPaddressinserver.ini"; cout<<"\nPleasesetserverIPaddress"; cout<<"\nBYEBYE: "; getch(); return0; } MyMessObj.Init(sServerAddress.c_str(),8084);//启动与服务器连接 if(! MyMessObj.IsConnected()) { cout<<"\nUnabletoconnecttotheIPaddressspecifiedinserver.ini"; cout<<"\nPleasecheckserverIPaddress"; cout<<"\nreadytoseegoodbye: "; getch(); return0; } AfxBeginThread(MessageRecThread,0);//开启接收数据线程 while(gets(buf)) { if(strlen(buf)==0) break; if(MyMessObj.SendMessagePort(buf))//向服务器发送数据 { cout<<"Probleminconnectingtoserver.Checkwhetherserverisrunning\n"; break; } } cout<<"\nreadytoseegoodbye: "; getch(); return0; } server.inc代码如下: 127.0.0.1//实现本机通信,另外,可通过更改套接字来实现异机通信. 六.结果运行与截图: 服务器和客户端是一台电脑的两个进程 服务器和客户端分别部署在两台电脑上时,一台是服务器,另一台客户端需要将服务器配置文件server.inc修改成服务器的IP地址。 七.实习心得和体会: 经过一周的实习,加深了对计算机网络的了解。 在做一对一来聊天程序时自己查阅很多资料,对socket有了更多的了解。 同时还加深了对server/client模式还有TCP三次握手的学习,将理论运用到的实践中,并且自己学习“孙鑫C++视频教程”中的网络编程部分,学会了线程的应用和TCP与UDP关于socket聊天编程上的不同。 除此之外对socket格式、ip和Windows套接字在两种模式下执行I/O操作,阻塞和非阻塞等其他的知识进行了学习。 总之,这次实习是在与同学一起合作下完成的,加强了团队合作精神,复习所学知识且运用到了实践中,并且自学了很多的东西,这次实习经历是我以后生活和学习中的财富。 XXXXX大学 XXXXXX学院 计算机网络与通信实习报告 设计题目基于TCP的简单一对一聊天程序设计 学生专业班级 学生姓名(学号) 指导教师 完成时间2010年5月25日 实习(设计)地点机房139 2010年5月25日 课程设计成绩评定表 学生姓名 专业班级 设计题目 基于TCP的简单一对一聊天程序设计 指导教师评语及意见: 指导教师评阅成绩: 指导教师签字: 年月日
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- 基于 TCP 简单 一对一 聊天 程序设计