電子信息工程課程設計指導書提綱

1、最新資料推薦2.基于Linux的TCP通信服務器端的實現(xiàn)2.1設計要求大家好，今天，與教研室老師商雖了一下題目，覺得你們組的這個題目有點難度，而且時間比較短，用LINUX可能會比 麻煩，一是它使用的聽命令比較復旅 另外編譯環(huán)境的安裝也比較麻煩費時.而我們每個老師耍帶4個組 沒有太多時間，這周我們又要內(nèi)審檢查考試卷子，所以現(xiàn)在更改一下設計內(nèi)容，不要求在Linux下做了， 可以在windows環(huán)境下來做，箏線程服務器端，用C卄語言或JAVA語言。這樣都做好G如果有時間再 熟悉一下Linux環(huán)境，等以后畢業(yè)設il的時候再實現(xiàn)Linux下的服務器。不知道你們的想法如何？也不知 道你們以前是否有熟悉Li

2、nux的？如有什么問題請隨時跟我聯(lián)系。2.1.1設計目的在linux環(huán)境下，掌握TCP通信的服務器端實現(xiàn)方式。2.1.2基本功能要求和設計目標（1）能夠偵聽客戶端的連接請求；（2）建立獨立的數(shù)據(jù)通信鏈路；（3）在通信兩端建立對等的通信協(xié)議；（4）完成數(shù)據(jù)包的收發(fā)與存儲；2.1.3擴展功能實現(xiàn)視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集以及控制命令的收發(fā)。2.2參考示例2.2.1案例說明（1）TCP三次握手機制為實現(xiàn)服務器端的TCP通信功能，服務器端需要能夠接受多個客戶端的通信 請求，并建立多條TCP通信鏈路。TCP的連接建立叫做三次握手。 客戶端發(fā)送一個帶SYN標志的TCP報文到服務器。這是三次握手過程中址新資料推薦的

3、報文lo 服務器端回應客戶端的，這是三次握手中的第2個報文，這個報文同時 帶ACK標志和SYN標志。因此它表示對剛才客戶端SYN報文的回應；同時乂 標志SYN給客戶端，詢問客戶端是否準備好進行數(shù)據(jù)通訊。 客戶必須再次回應服務段一個ACK報文，這是報文段3,如圖1。數(shù)據(jù)傳輸是在連接建立后，雙向的數(shù)據(jù)傳送就可以開始?？蛻艉头掌鞫?可以在兩個方向傳送數(shù)據(jù)和確認。主機A主機呂圖1 TCP協(xié)議建立連接三次握手過程(2)套接字(Sockets)的概念Windows下網(wǎng)絡編程的規(guī)范Windows Sockets是Windows下得到廣泛應用的、開放的、支持多種協(xié)議的網(wǎng)絡編程接口。SocketX稱套接字，是

4、進程之間通信的抽象連接點?？梢酝ㄟ^一個形象的 例子來理解這個概念，現(xiàn)實生活中的電話是人們聯(lián)系的常用工具，雙方只要使用 兩部電話機就可以交談。在計算機世界中，兩個程序就是使用Socket進行通信 的，一個Socket就好比一部電話機，兩個程序在網(wǎng)絡上通過一個雙向鏈路進行通 信，這個雙向鏈路的每一端就成為一個Socketo進程之間要通信，首先要建立各自的Socket,就像要打電話一定要先有電 話機一樣，打電話時每部電話機都可以說和聽。與此類似，每個Socket也都可 以進行讀/寫操作，讀/寫操作時分別要用到Socket中的輸入流和輸出流。建立連接后，客戶程序可以向Socket里寫入請求，然后服務器

5、會處理這個請 求，并把處理結(jié)果通過Socket送回。服務器應用程序一般監(jiān)聽一個特定端口以等 待一個客戶的連接請求，當一個連接請求到達時，客戶和服務器建立一個通信連 接。在連接過程中，客戶被分配一個本地端口號并且與一個Socket連接，客戶通 過寫Socket來通知服務器，通過讀Socket來獲取信息。類似地，服務器也獲取一 個本地端口號，它需要一個新的端口號來監(jiān)聽原始端口上的其它連接請求。服務 器也給它的本地端口連接一個Socket,讀寫來自客戶的請求。根據(jù)網(wǎng)絡通信的特址新資料推薦征，套接字可分為兩類：流套接字和數(shù)據(jù)報套接字。 流套接字流套接字提供雙向的、有序的、無重復并且無記錄邊界的數(shù)據(jù)流服

6、務，它適 用于處理大量數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡傳輸層可以將數(shù)據(jù)分散和集中到合適尺寸的數(shù)據(jù)包中。流套接字是面向連接的，通信雙方進行數(shù)據(jù)交換之前，必須建立一條路徑， 這樣既確定了它們之間存在的路由，乂保證了雙方都是活動的、可彼此響應的， 但通信雙方之間建立一個通信信道需要很多開支。除此以外，大部分面向連接的 協(xié)議為保證發(fā)送無誤，可能會需要執(zhí)行額外的訃算機來驗證正確性，因此會進一 步增加開支。 數(shù)據(jù)報套接字數(shù)據(jù)報套接字支持雙向的數(shù)據(jù)流，但并不保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、有序性?和無重復性。也就是說，一個從數(shù)據(jù)報套接字接收信息的進程有可能發(fā)現(xiàn)信息重 復，或者和發(fā)出時的順序不同的悄況。此外，數(shù)據(jù)報套接字的一個重要特點是它

7、 保留了記錄邊界。對于這一特點，數(shù)據(jù)報套接口采用了與現(xiàn)在許多包交換網(wǎng)絡（例 如以太網(wǎng)）非常類似的模型。數(shù)據(jù)報套接字是無連接的，它不保證接收端是否正在偵聽，類似于郵政服務: 發(fā)信人把信裝入郵箱即可，至于收件人是否能收到這封信或郵局是否能按時將信 件投遞到收件人處等，發(fā)件人都不得而知。因此，數(shù)據(jù)報并不可靠，需有程序員 負責管理數(shù)據(jù)報的排序和可靠性。應用程序一般僅在同一類的套接口間通信。不過只要底層的通信協(xié)議允許， 不同類型的套接口也照樣可以通信。本設計采用面向連接的TCP協(xié)議，所以使用流套接字。（3）客戶機/服務器模型TCP/IP協(xié)議應用的主要工作模式是客戶機/服務器模式（Client/Serve

8、r,簡稱 C/S模式）。在兩個不同進程的通信過程中，一方發(fā)出服務請求，一方提供服務, 通常稱它們?yōu)椤翱蛻暨M程”和“服務進程”。顯然，兩個進程之間的通信實際上 是基于通信協(xié)議的進程的同步過程，服務進程作為自愿的提供者，為眾多主機上 的客戶進程提供服務。服務進程要先于客戶進程開啟，在某一確定的網(wǎng)絡地址（IP 地址+端口號）等待客戶進程的請求，如有請求到達，服務進程釆取某種方式（并 發(fā)服務或者重復服務），直到客戶進程關閉，然后服務進程繼續(xù)等待下一個請求 服務的進程。服務器通常采用并發(fā)服務的方式。所謂并發(fā)服務，就是服務進程在有客戶請 求到來時，激活新的進程來專門為此客戶請求提供服務，并在客戶終止請求后

9、殺 死該進程，與此同時，原先的進程可以繼續(xù)在原來的端口等待下一個客戶的連接。 Socket編程接口為新的請求創(chuàng)建一個專門的“數(shù)據(jù)套接字”，并發(fā)服務器根據(jù)該 套接字創(chuàng)建專門的服務進程。并發(fā)服務的最大優(yōu)點是能及時相應請求，雖然創(chuàng)建新進程會增加系統(tǒng)開銷。與此相對應的是重復服務，它利用“數(shù)據(jù)套接字S在 監(jiān)聽的進程上直接進行服務。需要說明的是，兩種類型的Socket(SOCK_STREAM 和SOCK.DGRAM)的工作流程是不同的，分別如圖2和圖3所示。服務器客戶機建立連接請求/應答圖2流套接字服務的工作流程示意圖服務器客戶機圖3數(shù)據(jù)報套接字服務的工作流程示意圖2.2.2網(wǎng)絡結(jié)構設計(1) 網(wǎng)絡拓撲結(jié)

10、構采用星型連接。Server(2) 使用10/100Mbps的網(wǎng)卡。(3) 軟件實現(xiàn)編程語言采用C語言，利用socket進行通信。(4) 開發(fā)平臺linuxo 11!于linux能夠提供強大的網(wǎng)絡支持，以及安全特性，當 前主流服務器端都采用linux平臺構筑。2.2.3軟件設計設il流程圖：爲，:洛41?通佇邇卅拆線創(chuàng)建偵折Socket fiinzcoo1圖4軟件流程圖（1）建立一個用于偵聽的socket,始終在端口 2000進行偵聽。（2）當有客戶端發(fā)出鏈路請求，偵聽鏈路接受，并且建立數(shù)據(jù)鏈路，在獨立的 線程進行數(shù)據(jù)通信。（3）拆分通信數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包最大長度為1KB,在每個數(shù)據(jù)包包頭的1個字節(jié), 用于描述數(shù)據(jù)包的序號，循環(huán)計數(shù)。也就是說，包頭的第一個數(shù)據(jù)依次為0, 1， 2.255,超過255后,從0開始重新計數(shù)。（4）接收的的數(shù)據(jù)，寫入文件，每個文件最大長度上限為1MB。225參考程序清單2.2.6測試方法1.使用客戶端與服務器端進行聯(lián)機，確認收發(fā)數(shù)據(jù)正確；2在服務器端，使用TCPDUMP截獲數(shù)據(jù)進行分析，確保數(shù)據(jù)正確。227思考與提高TCP通信是提供多種網(wǎng)絡的通信基礎，掌握TCP