网络编程聊天程序课程设计

课题名称：TCP/IP协议及网络编程技术课程设计子课题：实现简化功能的客户机和服务器聊天程序

院（系）：计算机学院

专业：通信工程

班级：

学生姓名：hshengxue

学号：200900402022

指导教师：周坚和

2012年 6 月22 日

目录

摘要 (3)

引言 (3)

一、课程设计的目的和意义 (3)

二、课程设计的内容和要求 (3)

三、课程设计所需了解的相关内容和技术 (4)

（一）、套接口 (4)

（1）套接口的概念 (4)

（2）套接口的分类 (5)

（3） Socket工作模式 (6)

（二）、所用的关键技术 (6)

（三）Winsock API的使用 (7)

四、课程设计过程 (7)

（一）设计思路 (7)

（1）服务器的主要工作流程 (7)

（2）客户机的工作流程.............................................8. （3）服务器的工作流程 (8)

五、编程实现 (9)

（一）服务器端的实现 (9)

（二）客户端的实现 (11)

六、小结 (15)

七、参考文献 (16)

摘要:

网络应用程序是通过网络使用通信协议实现进程间的通信；本项目采用软件工程的方法，综合运用网络程序设计，以visual c++6.0作为系统前台应用程序开发工具。此局域网聊天工具采用客户端／服务端(Ｃ／Ｓ)模式和UDP连接。它由两个程序组成：服务器（Server）和客户端(Client)，首先需要登录服务器，再登录客户端，需要指定服务器ＩＰ地址以便与服务器建立连接。登录后，客户可以在自己的界面上与另一指的定的客户端进行聊天。服务器模块主要用来维护网络用户用户的信息，包括用户ＩＰ地址，聊天内容；聊天客户端模块主要包括用户连接，发送信息，接收信息。是一套用于Internet网络使用的网络聊天工具，其操作简单，灵活性好，运用也比较稳定。

关键词：网络，聊天程序，客户端／服务端，UDP传输控制协议。

0、引言

网络应用程序是通过网络使用通信协议实现进程间的通信，UDP 是TCP/IP协议族为传输层设计的两个协议之一，UDP提供的是无连接、不可靠的网络传输协议，在进行网络应用程序设计时，TCP/IP 协议的核心内容被封装在操作系统中。网络应用程序要使用UDP协议来实现自己的功能，只能通过由系统提供给用户的UDP协议编程接口来实现。因此，可以说设计网络应用程序就是利用网络编程接口(API)进行程序设计的过程。在Windows环境下的网络应用程序编程接口叫

Windows Sockets，即套接口。

一、课程设计的目的和意义

UDP是TCP/IP协议族为传输层设计的两个协议之一，它在进程与进程的通信过程中，提供了有限的差错校验功能，是一种无连接的，不可靠的协议。UDP在一个较低的水平上完成进程之间的通信，在收到分组的时候没有流量控制机制也没有确认机制，适用于可靠性比较高的局域网。由于UDP采取了无连接的方式，因此协议简单，在一些特定的应用中协议运行效率高。UDP适合一些实时的应用，如IP电话，视频会议，它们要求源主机以恒定的速率发送数据，并且在网络出现拥塞时，可以丢失一些数据，但是延迟不能太大。基于这些特点，流式多媒体通信、多播等应用在传输层采用的就是UDP协议。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。

二、课程设计的内容和要求

用socket 编程接口编写两个程序，分别为客户机程序(client.cpp)和服务器程序（server.cpp），使用UDP传输层协议，能实现下述功能。

(1)程序能流畅地完成信息内容的传输和接收。

(2)要能对多个客服端进行管理。需要通过UDP模拟多个客服端连接验证的情况。

三、课程设计所需了解的相关内容和技术

（一）、套接口

（1）套接口的概念

WindowsSockets API 依靠套接口Socket进行通信。套接口可看成是两个网络应用程序进行通信时，各自通信连接中的一个端点。通信时，其中的一个网路应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的Socket中，该Socket通过网络接口卡(NIC)的传输介质将这段信息发送到另一台主机的Socket中，使这段信息能传送到其它程序中，如图1所示。[1]

当主机A上的网络应用程序A要发送数据时，通过调用数据发送函数首先将要发送的一段信息写入Socket中，Socket中的内容通过主机A的网络管理软件由主机A的网络接口卡发送到主机B，主机B的网络接口卡接收到这段信息后，再传给主机B的网络管理软件，网络管理软件将这段信息保存在主机B的Socket中，然后程序B才

能在Socket中读取并使用这段信息。由此看来，Socket的本质是通信过程中所要使用的一些缓冲区及一些相关的数据结构。

（2）套接口的分类

为了满足不同的通信程序对通信质量和性能的要求，一般的网络系统提供了三种不同类型的套接口，以供用户在设计网络应用程序时根据不同的要求来选择。这三种套接口分别是：

（1）流式套接口（SOCK_STREAM），它提供了一种可靠的、面向连接的双向数据传输服务，实现数据无差错、无重复地发送。流失套接口内设流量控制，被传输的数据看作是无记录边界的字节流。在TCP/IP 协议族中，使用TCP协议来实现字节流的传输，当用户想要发送大批量的数据或者对数据的传输有较高的要求时，使用流式套接口。（2）数据报套接口（SOCK_DGRAM），它提供了一种无连接、不可靠的双向数据传输服务。免费论文。数据包以独立的包形式被发送，并保留了记录边界，不提供可靠性保证。数据在传输过程中可能会丢失或重复，并且不能保证在接收端数据按发送顺序接收。免费论文。在TCP/IP协议族中，使用UDP协议来实现数据报套接口。在同一台计算机上或负载较轻的LAN上，因为出现差错的可能性较小，所以可以使用数据报套接口进行数据传输，这样通信的质量可以得到保证，并且通信的效率较高。

（3）原始套接口（SOCK_RAW），该套接口允许对较低层协议（如IP 或ICMP）进行直接访问，常用于检验新的网络协议实现，也可用于测试新配置或安装的网络设备。