局域網(wǎng)通信工具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1、一：設(shè)計(jì)任務(wù)近年來，隨著全球信息化進(jìn)程的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)也在飛速發(fā)展。出于高效、快速地處理各種事務(wù)的目的，越來越多的企業(yè)在其內(nèi)部使用局域網(wǎng)來進(jìn)行工作。在內(nèi)部局域網(wǎng)的幫助下，企業(yè)得以簡化信息流程，提高信息交換的速度，從而提高工作效率。然而，隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，業(yè)務(wù)量的增加，在局域網(wǎng)上運(yùn)行的應(yīng)用越來越多，如知識(shí)庫、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和數(shù)據(jù)的同步與備份等，這些應(yīng)用對局域網(wǎng)的信息吞吐、處理能力的要求也越來越高。這些在企業(yè)內(nèi)部原有局域網(wǎng)設(shè)計(jì)之初未曾考慮到的新情況的出現(xiàn)使得局域網(wǎng)不堪重負(fù)，容易發(fā)生信息阻塞，此時(shí)，局域網(wǎng)不但不能提高生產(chǎn)效率，反而成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸。 為了解決上述矛盾，人們提出了許多方法。提

2、升網(wǎng)絡(luò)帶寬及增加服務(wù)器的吞吐能力是解決此矛盾的一種方法。然而，從企業(yè)運(yùn)行的成本方面考慮，無論是單純地提升網(wǎng)絡(luò)帶寬或增加服務(wù)器的吞吐能力都不能從根本上解決局域網(wǎng)資源緊張的問題，對舊有局域網(wǎng)的大規(guī)模硬件改造反而會(huì)增加企業(yè)的負(fù)擔(dān)。本文討論一種基于Socket的局域網(wǎng)通信工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法?；赟ocket的局域網(wǎng)通信軟件可以為局域網(wǎng)提供一種良好，安全，快速的通信機(jī)制。它的使用能有效地降低局域網(wǎng)通信負(fù)荷，提高局域網(wǎng)的使用效率，可以很好地解決內(nèi)部局域網(wǎng)的各種通信需求。 基于Socket的局域網(wǎng)聊天工具是此類局域網(wǎng)通信軟件的具體實(shí)例之一，它很好地詮釋了Socket通信的原理，并且在局域網(wǎng)內(nèi)部通信、教學(xué)、

3、討論等應(yīng)用中都具有一定的實(shí)用價(jià)值。它具有信息收發(fā)速度快，保密性好，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源低，占用服務(wù)器吞吐能力低，易于編程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)?；赟ocket的局域網(wǎng)通信軟件應(yīng)用范圍廣闊，不但可以處理傳統(tǒng)的通信需求，而且也能擴(kuò)展以適應(yīng)新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)教育，數(shù)據(jù)影音傳輸?shù)?，擁有廣泛的應(yīng)用前景。本程序要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)(1)程序啟動(dòng)之后就能看到當(dāng)前哪些機(jī)器在線，哪些可以與之進(jìn)行對等通信。(2)一旦有某個(gè)網(wǎng)內(nèi)的機(jī)器上線了，要有即時(shí)通知，并能及時(shí)更新用戶界面中的用戶列表。(3)當(dāng)雙擊某個(gè)列表項(xiàng)的時(shí)候，要彈出聊天對話框，可以在其中編輯要發(fā)送的聊天信息，并進(jìn)行發(fā)送。(4)聊天界面要人性化，下面是發(fā)送框，上面有已有聊天

4、記錄，并借助滾動(dòng)條看到當(dāng)次所有的聊天記錄。(5)當(dāng)有人向我發(fā)送信息的時(shí)候，要彈出一個(gè)對話框，顯示用戶接收到的信息，并且知道是誰人所發(fā)，并且在當(dāng)前對話框內(nèi)進(jìn)行信息的回復(fù)。二：設(shè)計(jì)方案既然選定了WINDOWS平臺(tái)，而又要開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信程序，所以可以選擇WINDOWS的SOCKETS編程接口，Windows Sockets是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows下的網(wǎng)絡(luò)編程接口?，F(xiàn)在的Winsock已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了與協(xié)議無關(guān)，你可以使用Winsock來調(diào)用多種協(xié)議的功能，但較常使用的是TCP/IP協(xié)議。Winsockets無疑是我們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程的利器。通常的通信工具，都采用客戶機(jī)/服務(wù)器(C/S)體

5、系結(jié)構(gòu)，C/S結(jié)構(gòu)是這樣的一種結(jié)構(gòu)：它包括一個(gè)客戶機(jī)(或前端),一個(gè)服務(wù)器(或稱后端),客戶機(jī)的作用是訪問和處理遠(yuǎn)程服務(wù)器上的數(shù)據(jù),服務(wù)器的作用是接收和處理客戶機(jī)的數(shù)據(jù)請求。有時(shí),可能有多個(gè)客戶向同一個(gè)服務(wù)器同時(shí)請求服務(wù),這就需要服務(wù)器決定怎樣處理這些請求。Client/Server結(jié)構(gòu)是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序中極為流行的一種方式。尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使得當(dāng)前很多系統(tǒng)都采用這種方式進(jìn)行構(gòu)造,其最大的優(yōu)點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)工作任務(wù)分別由客戶端和服務(wù)器端來共同完成,這樣有利于充分合理的利用系統(tǒng)資源。另外它的服務(wù)器端還可以將信息集中起來，任何客戶機(jī)都可以通過訪問服務(wù)器而獲得所需的信息。Client/Serve

6、r模型最終可歸結(jié)為一種“請求/應(yīng)答”關(guān)系。一個(gè)請求總是首先被客戶發(fā)出,然后服務(wù)器總是被動(dòng)地接收請求,返回客戶需要的結(jié)果。在客戶發(fā)出一個(gè)請求之前,服務(wù)進(jìn)程一直處于休眠狀態(tài)。一個(gè)客戶提出請求后,服務(wù)進(jìn)程被“喚醒”并且為客戶提供服務(wù),對客戶的請求做出所需要的應(yīng)答。但是具體到現(xiàn)在這個(gè)項(xiàng)目，如果要做成C/S結(jié)構(gòu)，需要在局域網(wǎng)內(nèi)架設(shè)一個(gè)服務(wù)器，而在一個(gè)局域網(wǎng)中，如果網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不是集中式的而是分散式的，那么可能沒有一臺(tái)機(jī)器來充當(dāng)服務(wù)器這個(gè)角色，比如我們的校園宿舍網(wǎng)絡(luò)就是如此。所以說，我的設(shè)計(jì)是每個(gè)程序自己既充當(dāng)客戶機(jī)又充當(dāng)服務(wù)器，自己維護(hù)網(wǎng)絡(luò)上的客戶機(jī)列表，每兩個(gè)客戶端要進(jìn)行連結(jié)時(shí)都直接連通而不用通過服務(wù)器來

7、進(jìn)行信息的中轉(zhuǎn)，這樣雖然損失了一些性能各帶寬資源，但是對通信量不是很大的局域網(wǎng)，這點(diǎn)損失可以由換得的專門架設(shè)服務(wù)器的優(yōu)點(diǎn)來彌補(bǔ)。通信數(shù)據(jù)的一個(gè)流向示意圖不是真正的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也就是說其中的服務(wù)器可能只是裝了服務(wù)器軟件的一臺(tái)普通工作站。在底層的數(shù)據(jù)流向中，也就是網(wǎng)絡(luò)的物理連結(jié)，并非我們這個(gè)軟件所能決定的，我們的所做都是在一個(gè)透明的數(shù)據(jù)通信層之上的。三：系統(tǒng)的原理框圖(程序流程圖)因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中，每一個(gè)客戶端系統(tǒng)都是相同的也就是具體到通信雙方而言其實(shí)是對稱的，所以只需要考慮一個(gè)系統(tǒng)就可以了。根據(jù)以上的系統(tǒng)需求分析，以及體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以對系統(tǒng)進(jìn)行如下的功能模塊劃分如圖所示：其中主線程模塊完成對網(wǎng)

8、絡(luò)的初始化，然后啟動(dòng)兩個(gè)子線程：服務(wù)端監(jiān)聽線程以及網(wǎng)絡(luò)掃描模塊線程，然后由網(wǎng)絡(luò)掃描模塊得到當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)用戶分布情況，并填充相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后生成用戶列表界面顯示給用戶。通信模塊又包括兩個(gè)子模塊：數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，這兩個(gè)模塊都由系統(tǒng)定義的網(wǎng)絡(luò)事件來觸發(fā)。輸入/輸出模塊用來響應(yīng)用戶雙擊用戶列表的某一項(xiàng)要準(zhǔn)備發(fā)送信息時(shí)的消息，以及當(dāng)系統(tǒng)接收到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶發(fā)送來的消息，要將其顯示給用戶的時(shí)候。網(wǎng)絡(luò)掃描模塊是由主線程模塊啟動(dòng)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)掃描，確定哪些用戶當(dāng)前處于可到達(dá)狀態(tài)，以及哪些可到達(dá)狀態(tài)的用戶安裝有相應(yīng)的通信軟件，并啟動(dòng)之可以與之進(jìn)行通信。我覺得這樣的模塊劃分設(shè)計(jì)符合強(qiáng)內(nèi)聚，弱耦合的原則，并

9、且易于實(shí)現(xiàn)。由于系統(tǒng)首先要維護(hù)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶列表，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組。這個(gè)數(shù)組具體可為255行2列數(shù)組，每一行代表局域網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)，然后第一列代表其是否處于可到達(dá)狀態(tài)，第二列代表其是否處于可通信狀態(tài)。因?yàn)槌绦騽倖?dòng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)掃描階段耗時(shí)較久，所以應(yīng)當(dāng)在程序啟動(dòng)后以一個(gè)人性化的界面提示用戶不要以為程序無法響應(yīng)了，暫時(shí)的緩慢是正常反應(yīng)。因此我決定設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng)畫面，這個(gè)啟動(dòng)畫面可由VC+6.0提供的Splash screen組件來實(shí)現(xiàn)，它將向工程中插入一個(gè)類CSplashWnd.我只需要在合適的地方調(diào)用該類，并進(jìn)行具體的定制即可。其它的相關(guān)類皆由MFC的應(yīng)用程序向?qū)ё詣?dòng)生成，我只需要在其中進(jìn)行具體的功

10、能代碼添加即可。四：程序設(shè)計(jì)當(dāng)掃描完畢時(shí)后，在主顯示界面中就會(huì)顯示出局域網(wǎng)內(nèi)所有當(dāng)前在線的用戶列表，并且顯示哪些主機(jī)可以進(jìn)行聊天。并且由于顯示是即時(shí)的，也就是掃描完一臺(tái)馬上顯示出來，并且用戶可以看到當(dāng)前正在掃描哪一臺(tái)機(jī)器，這樣的設(shè)計(jì)也是比較合理的，如下圖45所示。本程序還有一個(gè)附加非常方便的功能就是上線提示，當(dāng)局域網(wǎng)內(nèi)某用戶打開了對應(yīng)的程序，那么就會(huì)彈出相應(yīng)的提示，并即時(shí)更新用戶列表。程序主顯示界面 當(dāng)雙擊列表中的某一項(xiàng)時(shí)，會(huì)彈出聊天對話框，來實(shí)現(xiàn)消息發(fā)送功能，或者當(dāng)程序接收到某個(gè)網(wǎng)內(nèi)用戶發(fā)來的信息時(shí)，也要彈出對話框向用戶進(jìn)行顯示，實(shí)際效果如下圖所示：程序聊天界面服務(wù)端線程的具體作就是首先創(chuàng)建

11、一個(gè)SOCKETS,然后將該套接字綁定到本地主機(jī)的某一個(gè)固定的端口上，在本程序中選擇了41786端口。接著將該套接字設(shè)置為異步非阻塞模式，并為它注冊各種網(wǎng)絡(luò)異步事件，最后開始監(jiān)聽。具體代碼如下：void CNetTestWithAPIDlg:SevThreadFunc(LPVOID lpParam)CNetTestWithAPIDlg* TempObject=(ServerParam*)lpParam->tempdlg; SOCKET tempServer=(ServerParam*)lpParam)->ServerSocket; sockaddr_in localaddr;/*/

12、Bind to a local port localaddr.sin_family=AF_INET; localaddr.sin_port=htons(41786); if(bind(tempServer,(struct sockaddr*)&localaddr,sizeof(sockaddr)=SOCKET_ERROR) AfxMessageBox("綁定地址失敗!"); closesocket(tempServer); WSACleanup(); return ; /將SeverSock設(shè)置為異步非阻塞模式，并為它注冊各種網(wǎng)絡(luò)異步事件 if(WSAAsyncSe

13、lect(tempServer, TempObject->m_hWnd,NETWORK_EVENT,FD_ACCEPT | FD_CLOSE | FD_READ | FD_WRITE) = SOCKET_ERROR) AfxMessageBox("注冊網(wǎng)絡(luò)異步事件失敗!"); WSACleanup(); return; listen(tempServer, 5);/設(shè)置偵聽模式然后啟動(dòng)掃描線程：SearchDisplay(); /Serach Lan and display the result to the user!上面調(diào)用了SearchDisplay()來啟動(dòng)網(wǎng)

14、絡(luò)掃描線程，該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)如下：void CNetTestWithAPIDlg:SearchDisplay()hScanThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ScanThreadFunc,this,0,&ScanThreadID);CloseHandle(hScanThread);具體的掃描過程在網(wǎng)絡(luò)掃描模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)中闡述。網(wǎng)絡(luò)掃描模塊詳細(xì)設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)掃描基于ICMP協(xié)議，所以需要先定義兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：typedef struct unsigned char Ttl; / Time To Live unsigned char T

15、os; / Type Of Service unsigned char Flags; / IP header flags unsigned char OptionsSize; /Size in bytes of options data unsigned char *OptionsData; / Pointer to options data IP_OPTION_INFORMATION, * PIP_OPTION_INFORMATION;typedef struct DWORD Address; / Replying address unsigned long Status; / Reply

16、status unsigned long RoundTripTime; / RTT in milliseconds unsigned short DataSize; / Echo data size unsigned short Reserved; / Reserved for system use void *Data; / Pointer to the echo data IP_OPTION_INFORMATION Options; / Reply options IP_ECHO_REPLY, * PIP_ECHO_REPLY;然后在網(wǎng)絡(luò)掃描線程的線程函數(shù)中加入以下代碼，完成掃描網(wǎng)絡(luò)并顯示

17、用戶列表的功能：char HostName255;PHOSTENT HostInfo;gethostname(HostName,sizeof(HostName);/get localhost infoHostInfo=gethostbyname(HostName);LPCSTRip=inet_ntoa(*(structin_addr *)*HostInfo->h_addr_list);in_addr* pip=(struct in_addr *)*HostInfo->h_addr_list;CString temp=ip;int n=0;int a=temp.Find('.

18、');a=temp.Find('.',a+1);a=temp.Find('.',a+1);a=temp.GetLength()-a;CString temp2=temp.Right(a-1);n=atoi(temp2);HINSTANCE hIcmp = LoadLibrary("ICMP.DLL");if (hIcmp = 0) AfxMessageBox("Unable to locate ICMP.DLL!"); return ;/ 裝載ICMP.DLL連接庫typedef HANDLE (WINAPI* p

19、fnHV)(VOID);/定義函數(shù)三個(gè)指針類型typedef BOOL (WINAPI* pfnBH)(HANDLE);typedef DWORD (WINAPI* pfnDHDPWPipPDD)(HANDLE, DWORD, LPVOID, WORD, PIP_OPTION_INFORMATION, LPVOID, DWORD, DWORD); / evil, no?pfnHV pIcmpCreateFile;/定義三個(gè)指針函數(shù) pfnBH pIcmpCloseHandle; pfnDHDPWPipPDD pIcmpSendEcho; pIcmpCreateFile = (pfnHV)Get

20、ProcAddress(hIcmp,"IcmpCreateFile"); pIcmpCloseHandle=(pfnBH)GetProcAddress(hIcmp,"IcmpCloseHandle"); pIcmpSendEcho=(pfnDHDPWPipPDD)GetProcAddress(hIcmp,"IcmpSendEcho"); /從ICMP.DLL中得到函數(shù)入口地址 if(pIcmpCreateFile = 0)|(pIcmpCloseHandle = 0)|(pIcmpSendEcho = 0) AfxMessageBox

21、("Failed to get proc addr for function."); return ; HANDLE hIP = pIcmpCreateFile();/ 打開ping服務(wù) if (hIP = INVALID_HANDLE_VALUE) AfxMessageBox("Unable to open ping service."); return ; char acPingBuffer64;/ 構(gòu)造ping數(shù)據(jù)包 memset(acPingBuffer, 'xAA', sizeof(acPingBuffer); PIP_ECHO

22、_REPLY pIpe=(PIP_ECHO_REPLY)GlobalAlloc(GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT,sizeof(IP_ECHO_REPLY)+sizeof(acPingBuffer); if(pIpe = 0) AfxMessageBox("Failed to allocate global ping packet buffer."); return ;pIpe->Data = acPingBuffer;pIpe->DataSize = sizeof(acPingBuffer); /構(gòu)造探測41786端口的連接SocketSOCK

23、ET DetectSock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);sockaddr_in remoteaddr;remoteaddr.sin_family=AF_INET; remoteaddr.sin_port=htons(41786);int n_item=0;CNetTestWithAPIDlg* TempObject=(CNetTestWithAPIDlg*)lpParam;CString ClientHostName;/ 發(fā)送ping數(shù)據(jù)包for(int i=0,row_num=0;i<255;i+)/do ping here if(i

24、=n) continue;char status100=0;TempObject->GetDlgItem(IDC_STATIC_STATUS)->SetWindowText(status); DWORD dwStatus = pIcmpSendEcho(hIP, *(DWORD*)pip), acPingBuffer, sizeof(acPingBuffer), NULL, pIpe, sizeof(IP_ECHO_REPLY)+sizeof(acPingBuffer),100);if (dwStatus!=0) /the host is awaken ! TempObject-&

25、gt;hostesi0=1; hostent * host=gethostbyaddr(const char*)(pip),4,AF_INET); if(host!=NULL) ClientHostName=host->h_name; CString temp; temp=inet_ntoa(*pip);n_item=TempObject->m_pcList.InsertItem(row_num,"row",NULL); TempObject->m_pcList.SetItemText(n_item,0,temp); TempObject->m_pc

26、List.SetItemText(n_item,1,ClientHostNme); TempObject->m_pcList.SetItemText(n_item,2,"已開機(jī)"); remoteaddr.sin_addr=*pip; int result=connect(DetectSock,(struct sockaddr *)&remoteaddr,sizeof(sockaddr); if(result=0) TempObject->hostesi1=1; TempObject->m_pcList.SetItemText(n_item,3,&

27、quot;可聊天"); else TempObject->hostesi1=0; TempObject->m_pcList.SetItemText(n_item,3,"不可聊天"); TempObject->m_pcList.SetItemText(n_item,4,"傳文件"); row_num+;char finishscan40="Scan finished!"/掃描完畢。TempObject->GetDlgItem(IDC_STATIC_STATUS)->SetWindowText(fi

28、nishscan);closesocket(DetectSock);/Close the detect socket!GlobalFree(pIpe);/ 關(guān)閉,回收資源信息發(fā)送模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)信息發(fā)送事件是由用戶在雙擊位于ListCtrl控件中的某一個(gè)用戶列表的時(shí)候發(fā)生的，所以對ListCtrl的列表項(xiàng)雙擊事件添加事件響應(yīng)函數(shù)如下：void CNetTestWithAPIDlg:OnDblclkPclist(NMHDR* pNMHDR, LRESULT* pResult) if(dlg.m_hWnd!=0) return; int nItem=-1; nItem=m_pcList.GetNext

29、Item(nItem,LVNI_SELECTED); if(nItem=-1) return; CString strSelectedItem; strSelectedItem=m_pcList.GetItemText(nItem,0); CString temp=strSelectedItem; int n=0; int a=temp.Find('.'); a=temp.Find('.',a+1); a=temp.Find('.',a+1); a=temp.GetLength()-a; CString temp2=temp.Right(a-1)

30、; n=atoi(temp2); if(hostesn1=1)/If the host cliked can be talked dlg.Create(IDD_SEND_DIALOG,this); dlg.ShowWindow(SW_SHOW); else AfxMessageBox("There's no client in goal host!"); *pResult = 0;信息接收模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)信息接收由前面注冊的網(wǎng)絡(luò)事件被系統(tǒng)所觸發(fā)，當(dāng)void CNetTestWithAPIDlg:OnAccept(SOCKET CurSock) SOCKADDR_IN addrClient; int len=sizeof(SOCKADDR);/為新的socket注冊異步事件CurrentConn=accept(ServerSocket,(sockaddr*)&addrClient,&len); dlg.ClientHost=addrClient.sin_addr;if(hostesn1=1)hostesn1=1; CString ClientIp=inet_ntoa(addrClient.sin_addr); ClientI