实验5 广播通信设计

计算机与信息学院《计算机网络系统实践》报告2009 年 9 月设计题目：广播通信设计学生姓名： 学 号：专业班级：计算机06-4班合肥工业大学课程设计任务书姓名学号班级计算机06-4班设计题目广播通信设计成绩课程设计主要内容1．掌握广播通信技术；2．了解基于Winsock API的消息机制和编程应用方法；3．了解Windows SDK编程架构。

4．WinSock API编程，实现局域网消息广播的实用程序；5．通过查阅资料，简述单播、广播、多播的区别和联系，以及各自的优缺点和适应范围。

指导教师评语签名：200 年月日一、设计要求1．WinSock API编程，实现局域网消息广播的实用程序；2．通过查阅资料，简述单播、广播、多播的区别和联系，以及各自的优缺点和适应范围。

二、开发环境与工具Microsoft Visual Studio 2008.Windows XP SP3.三、设计原理Socket接口是网络编程（通常是TCP/IP协议，也可以是其他协议）的API。

最早的Socket接口是Berkeley接口，在Unix操作系统中实现。

WinSock 也是一个基于Socket模型的API，在Microsoft Windows操作系统类中使用。

它在Berkeley接口函数的基础之上，还增加了基于消息驱动机制的Windows扩展函数。

Winscok1.1只支持TCP/IP网络，WinSock2.0增加了对更多协议的支持。

单播：网络节点之间的通信就好像是人们之间的对话一样。

如果一个人对另外一个人说话，那么用网络技术的术语来描述就是“单播”，此时信息的接收和传递只在两个节点之间进行。

多播：“多播”也可以称为“组播”，在网络技术的应用并不是很多，网上视频会议、网上视频点播特别适合采用多播方式。

因为如果采用单播方式，逐个节点传输，有多少个目标节点，就会有多少次传送过程，这种方式显然效率极低，是不可取的；如果采用不区分目标、全部发送的广播方式，虽然一次可以传送完数据，但是显然达不到区分特定数据接收对象的目的。

采用多播方式，既可以实现一次传送所有目标节点的数据，也可以达到只对特定对象传送数据的目的。

广播：“广播”在网络中的应用较多，如客户机通过DHCP自动获得IP地址的过程就是通过广播来实现的。

但是同单播和多播相比，广播几乎占用了子网内网络的所有带宽。

四、系统功能描述及软件模块划分该软件能实现的功能：该软件主要实现了局域网聊天功能。

通过定义一个消息结构体，把局域网通信中必要的信息包含进来便于操作。

发送的消息包含了自己的IP地址和名称，以及类型，程序中有一个线程专门接收并处理各种不同的消息。

在同一个局域网中运行程序通过发送组播消息可以发现彼此，接收到对方的消息后就把对方加入好友列表中。

之后就可以选择一个好友发送消息，或者群发消息。

每个用户上线时都会广播自己上线的消息，其他用户收到后更新好友列表，把其IP和对应的用户名添加到好友列表中；下线时广播自己下线的消息，其他用户把其IP和用户名从好友列表中删除。

软件的模块包括：套接字管理模块和主程序中的消息循环模块。

五、设计步骤定义的一个消息类型和结构为：enum SendType{LOAD,//上线REFRESH_SELF,//刷新NOTIFY_ONE_I_EXIST,//回应消息表示自己存在CHANGE_NAME,//修改名称SEND_MSG_TO_ONE, //向某个特定IP发送消息SEND_MSG_TO_ALL, //广播消息UNLOAD//下线};class MessageStruct{public:MessageStruct(){type = LOAD; msg_name[0] = '\0'; ip[0] = '\0'; dialog[0] = '\0';}SendType type;char msg_name[32];char ip[32];char dialog[8192];};套接字管理模块的核心代码如下：bool SocketManger::InitSocket(unsigned short port){//初始化套接字m_socket = socket(AF_INET ,SOCK_DGRAM ,0);if (INVALID_SOCKET == m_socket){AfxMessageBox("Create socket failed!",MB_OK);return false;}SOCKADDR_IN socketSrv;socketSrv.sin_family = AF_INET;socketSrv.sin_port = htons(port);socketSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);if (SOCKET_ERROR == bind(m_socket, (SOCKADDR*)&socketSrv,sizeof(SOCKADDR))){AfxMessageBox("Bind socket failed!");closesocket(m_socket);return false;}return true;}bool SocketManger::JoinGroupCast(const std::string& multiIp){//加入组播组struct ip_mreq ipmr;int len = sizeof(ipmr);ipmr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr(multiIp.c_str());ipmr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);setsockopt(m_socket, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, (char*)&ipmr, len);return true;}消息循环的主要代码如下：DWORD WINAPI CChaChaChatDlg::RecvProc(LPVOID lpParameter){CChaChaChatDlg *pDlg = ((ParameterToThread*)lpParameter)->pDlg;HWND hwnd = ((ParameterToThread*)lpParameter)->hwnd;SOCKADDR_IN addrFrom;int len = sizeof(SOCKADDR);MessageStruct *pMessage = new MessageStruct;int reval;char nameTemp[32] = {0};char ip[32] = {'\0'};char msg[8192] = {'\0'};char buff[8300] = {'\0'};CString ownIp;CString receivedIp = ip;while(true){reval =recvfrom(SocketManger::m_socket,(char*)pMessage,sizeof(MessageStruct),0,(SOC KADDR*)&addrFrom,&len);if(SOCKET_ERROR == reval){break;}SendType type = pMessage->type;strncpy(nameTemp,pMessage->msg_name,sizeof(nameTemp)-1);strncpy(ip,pMessage->ip,sizeof(ip)-1);strncpy(msg,pMessage->dialog,sizeof(msg)-1);switch(type){case LOAD:ownIp = pDlg->GetOwnIp();if (ip == ownIp)//上线通知自己不做处理{break;}pDlg->PushNameToMap(ip,nameTemp);pDlg->UpdateTheList();::PostMessage(hwnd,WM_RECVDATA_NOTIFY_EXIST,0,(LPARAM)&addrFrom);break;case REFRESH_SELF:ownIp = pDlg->GetOwnIp();if (ip == ownIp)//上线通知自己不做处理{break;}::PostMessage(hwnd,WM_RECVDATA_ANSWER_REFRESH,0,(LPARAM)&addrFrom);break;case CHANGE_NAME:pDlg->ChangeNameFromMap(ip,nameTemp);pDlg->UpdateTheList();break;case NOTIFY_ONE_I_EXIST:pDlg->PushNameToMap(ip,nameTemp);pDlg->UpdateTheList();break;case SEND_MSG_TO_ONE:sprintf(buff,"[%s 对你说:]\r\n%s\n",nameTemp, msg);::PostMessage(hwnd,WM_RECVDATA_UPDATE_TEXT,0,(LPARAM)buff);break;case SEND_MSG_TO_ALL:ownIp = pDlg->GetOwnIp();if (ip == ownIp)//上线通知自己不做处理{break;}sprintf(buff,"[%s 对所有人说:]\r\n%s\n",nameTemp, msg);::PostMessage(hwnd,WM_RECVDATA_UPDATE_TEXT,0,(LPARAM)buff);break;case UNLOAD:pDlg->QuitNameFormMap(ip);pDlg->UpdateTheList();break;//quit map -> update the listdefault: break;}}delete lpParameter;return 0;}发送信息模块：void CChaChaChatDlg::OnBnClickedButtonSend()//send to ****{int val = m_toAll.GetCheck();GetDlgItemText(IDC_EDIT_INPUT,m_msgInput);char msgBuff[8300] = {'\0'};MessageStruct * pMsgStruct = new MessageStruct;strcpy(pMsgStruct->msg_name,m_userName.GetBuffer(m_userName.GetLength())) ;if (m_msgInput == ""){AfxMessageBox("不要发送空信息!");return;}if (m_msgInput.GetLength() > 8000){AfxMessageBox("字数太多了,不要超过字!");return;}strcpy(pMsgStruct->dialog,m_msgInput.GetBuffer(m_msgInput.GetLength()));SOCKADDR_IN addrTo;addrTo.sin_family = AF_INET;addrTo.sin_port = htons(9876);if (1 == val)//组播{pMsgStruct->type = SEND_MSG_TO_ALL;strcpy(pMsgStruct->ip,m_ip.GetBuffer(m_ip.GetLength()));addrTo.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("234.5.6.7");sprintf(msgBuff,"[你对大家说:]\r\n%s\n",pMsgStruct->dialog);OnRecvDataUpdateText(0,(LPARAM)msgBuff);}else if (0 == val && m_destIp != "")//单播{pMsgStruct->type = SEND_MSG_TO_ONE;addrTo.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(m_destIp);//ip要加" " 吗??sprintf(msgBuff,"[你对%s 说:]\r\n%s\n", m_destName,pMsgStruct->dialog);OnRecvDataUpdateText(0,(LPARAM)msgBuff);}else{delete pMsgStruct;AfxMessageBox("选择一个聊天对象!");return;}sendto(SocketManger::m_socket,(char*)pMsgStruct, sizeof(MessageStruct), 0, (SOCKADDR*)&addrTo, sizeof(SOCKADDR));delete pMsgStruct;SetDlgItemText(IDC_EDIT_INPUT,"");}其他代码：void CChaChaChatDlg::UpdateTheList(){//更新好友列表m_listUsers.DeleteAllItems();for(friendIter iter= friendsMap.begin(); iter!=friendsMap.end(); ++iter) {std::string strIp = (*iter).first;std::string strName = (*iter).second;m_listUsers.InsertItem(0,strName.c_str());m_listUsers.SetItemText(0,1,strIp.c_str());}}void CChaChaChatDlg::ChangeNameFromMap(std::string strIp, std::string strName) {//修改列表中名称friendIter where;where = friendsMap.find(strIp);std::string oldName = (*where).second;if ( where == friendsMap.end())return;else{friendsMap.erase( where );}friendsMap.insert(std::make_pair(strIp,strName));//提示:std::string notice = "上一动作: [ " + oldName + " ] 将名字改为了[ " + strName +" ]";SetDlgItemText(IDC_NOTICE,notice.c_str());}void CChaChaChatDlg::PushNameToMap(std::string strIp, std::string strName) {//添加好友到列表friendsMap.insert(std::make_pair(strIp,strName));std::string notice = "上一动作: [" + strName + " ] 上线了!";SetDlgItemText(IDC_NOTICE,notice.c_str());}void CChaChaChatDlg::QuitNameFormMap(std::string strIp){//从列表删除好友friendIter where;where = friendsMap.find(strIp);if ( where == friendsMap.end())return;else{std::string notice = "上一动作: [" + where->second + " ] 下线了!";SetDlgItemText(IDC_NOTICE,notice.c_str());friendsMap.erase( where );}}六、设计结果登录界面如下：程序主界面如下：修改昵称界面：本程序把整个局域网当成一个聊天室，如果可以在同一个局域网中建立多个聊天室相信会更具有实用性。