聊天程序?qū)嶒?yàn)報(bào)告

1、桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)C 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱聊天程序的設(shè)計(jì)14008104 班第實(shí)驗(yàn)小組作者 張業(yè)標(biāo)同作者學(xué)號(hào)1400810427成績輔導(dǎo)員簽名實(shí)驗(yàn)日期2016 年 12 月日 輔導(dǎo)員意見1、熟悉Visual C+ 的基本操作；2、基本了解基于對話框的windows 應(yīng)用程序的編寫過程；3、對于Windows Socket 編程建立初步概念，并實(shí)現(xiàn)聊天程序的編寫?！緦?shí)驗(yàn)要求】、 能編寫基于對話框的windows 應(yīng)用程序；能用 Visual C+中的MFC CSocket類，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)；制作實(shí)用的局域網(wǎng)一對一聊天程序；【實(shí)驗(yàn)原理】Windows Socket 和套接口的基本概念網(wǎng)際協(xié)議

2、（Internet Protocol ， IP）是一種用于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，已廣為人知。它可以廣泛用于大多數(shù)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上，也可用于大多數(shù)局域網(wǎng)LAN（比如小型辦公網(wǎng)絡(luò)，小型宿舍網(wǎng)絡(luò)）和廣域網(wǎng)WAN（例如互聯(lián)網(wǎng)）。從它的設(shè)計(jì)來看，IP是一個(gè)無連接的協(xié)議，并不能保證數(shù)據(jù)投遞萬無一失。兩個(gè)上層協(xié)議（TCP和 UDP）依賴IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如果希望在Microsoft Windows 下通過TCP和 UDP協(xié)議建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，則需要使用Winsock 套接口編程技術(shù)。套接口，就是指向傳輸提供者的句柄。Win32 中，套接口不同于文件描述符，所以它是一個(gè)獨(dú)立的類型SOCKET。 Windows

3、 Socket 描述并定義了一個(gè)Microsoft Windows 的網(wǎng)絡(luò)編程界面，它是從Unix Socket的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，為Windows TCP/IP提供了一個(gè)BSD型的套接字規(guī)范，除與4.3BSD Unix Socket完全兼容外，還包括一個(gè)擴(kuò)充文件，通過一組附加的 API 實(shí)現(xiàn) Windows 式 （即事件驅(qū)動(dòng)）的編程風(fēng)格；而 Winsock 則是在 Microsoft Windows中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的接口。Windows 在 Internet 支配域中的TCP/IP協(xié)議定義了Winsock網(wǎng)絡(luò)編程規(guī)范，融入了許多新特點(diǎn)。使用Socket 的目的是使用戶在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上工作而

4、不必對該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有非常深入的了解。此外，編寫的程序還可被迅速地移植到任何支持SocketWinsock 提供了一種可為指定傳輸協(xié)議打開、計(jì)算和關(guān)閉會(huì)話的能力。在 Windows 下，TCP/IP上層模型在很大程度上與用戶的Winsock 應(yīng)用有關(guān)；換言之， 用戶的 Winsock 應(yīng)用控制了會(huì)話的方方面面，必要時(shí)，還會(huì)根據(jù)程序的需要格式化數(shù)據(jù)。 套接口有三種類型：流式套接口、數(shù)據(jù)報(bào)套接口及原始套接口。 流式套接口定義了一種可靠的面向連接的服務(wù)（利用TCP協(xié)議）， 實(shí)現(xiàn)了無差錯(cuò)無重復(fù)的順序數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)報(bào)套接口定義了一種無連接的服務(wù)（UDP） ，數(shù)據(jù)通過相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保

5、證可靠和無差錯(cuò)。原始套接口允許對低層協(xié)議如IP和 ICMP直接訪問，主要用于新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的測試等。 無連接服務(wù)器一般都是面向事務(wù)處理，一個(gè)請求、一個(gè)應(yīng)答就完成了客戶程序與服務(wù)程序之間的相互作用。套接口工作過程如下：服務(wù)器啟動(dòng)，通過調(diào)用socket（ ）建立一個(gè)套接口，然后調(diào)用bind（ ）將該套接口和本地網(wǎng)絡(luò)地址聯(lián)系在一起，再調(diào)用accept（ ）來接收連接?？蛻粼诮⑻捉涌诤笳{(diào)用 connect（ ）和服務(wù)器建立連接。連接一旦建立，客戶機(jī)和服務(wù)器之間就可以通過調(diào)用read（ ）和 write（ ） 來發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。最后， 待數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，雙方調(diào)用close（ ）關(guān)閉套接口。在網(wǎng)絡(luò)編程

6、中，掌握端口的概念十分重要。端口：基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)都分配有一個(gè)IP 地址，用一個(gè)32 位二進(jìn)制數(shù)來表示，正式的稱呼是“Ipv4 地址” ?？蛻魴C(jī)需要通過TCP或 UDP和服務(wù)器通信時(shí)，必須指定服務(wù)器的IP地址和服務(wù)端口號(hào)。另外，服務(wù)器打算偵聽接入客戶機(jī)請求時(shí)，也必須指定一個(gè)IP 地址和一個(gè)端口號(hào)。在選擇端口時(shí)，應(yīng)特別小心，因?yàn)橛行┛捎枚丝谔?hào)是為“已知的”（即固定的）服務(wù)保留的，如文件傳輸協(xié)議和超文本傳輸協(xié)議，即FTP（ 21 號(hào)端口）和HTTP（一般為8080 端口） 。 “已知的協(xié)議”，即固定協(xié)議，采用的端口由“互聯(lián)網(wǎng)編號(hào)分配認(rèn)證（IANA）”控制和分配，RFC 1700

7、中說明的編號(hào)。從本質(zhì)上說，端口可分為3 類： “已知”端口、已注冊端口、動(dòng)態(tài)和（或）私用端口?！耙阎倍丝? 1023，由IANA控制，是在UNIX中為固定服務(wù)保留的。（ 2）已注冊的端口1024 49151，由IANA 列出來的，供普通用戶的普通用戶進(jìn)程或程序使用。（ 3）動(dòng)態(tài)和（或）私用端口49152 65535.普通用戶應(yīng)選擇1024 49151 之間的已注冊端口，從而避免端口號(hào)已被另一個(gè)應(yīng)用或系統(tǒng)服務(wù)所用。此外，49152 65535 間的端口可自由使用，因?yàn)镮ANA在這些端口上沒有注冊服務(wù)。MFC對 Socket編程的封裝類簡介Microsoft Windows Class Libr

8、ary （ MFC）中提供了較高級封裝的類來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。圖4-1 給出了CSocket類的繼承關(guān)系。CObjectCAsyncSocketCSocket 圖 4-1CAsyncSocket類封裝了Windows Sockets API 函數(shù)，提供了較低層的與Windows Sockets對話接口，一般適用于有相當(dāng)水平的網(wǎng)絡(luò)編程者使用，可方便地進(jìn)行低層的網(wǎng)絡(luò)事件通知及信息回叫控制等操作。CSocket類派生于CAsyncSocket，它繼承了父類中一些常用易懂的Windows Sockets API函數(shù)， 并對 CAsyncSocket中低層的較難控制的一些API 函數(shù)或成員函數(shù)進(jìn)行了處理，使

9、得網(wǎng)絡(luò)傳輸簡捷易用，同時(shí)它支持模塊化的后臺(tái)信息處理，解決了CAsyncScoket中較難克服的多線程處理。下面介紹用Visual C在windows 中實(shí)現(xiàn) Socket類型成員函數(shù)（這些成員函數(shù)實(shí)際上是從CAsyncSocket類繼承來的）。成員函數(shù)和參數(shù)說明：BOOL Create（UNIT nsocketPort 0， int nSocketType=SOCK_STREAMl,o ng lEvent =FD_READ|FD_WRITE|FD_OOB|FD_ACCEPT|FD_CONNECT| FD_CLOSE, LPCTSTR lpszSocketAddress=NULL）該函數(shù)用來建立

10、Socket，如果函數(shù)成功，則返回非零值；否則返回值為0。其中：nSocketPort：為所選擇的socket 端口， 一般要大于1023，如果該參數(shù)為0，則由系統(tǒng)選定一端口，默認(rèn)值0。nSocketType： 為套接字類型SOCK_STREAM或 SOCK_DGRAM。 SOCK_STREAM表示為流套接字 （本實(shí)驗(yàn)使用基于TCP連接的流套接字編程）， SOCK_DGRAM表示為數(shù)據(jù)報(bào)套接字，默認(rèn)值為SOCK_STREAM。lEvent：標(biāo)識(shí)該Socket 要完成哪種工作，默認(rèn)值為FD_READ|FD_WRITE| FD_OOB|FD_ACCEPT|FD_CONNECT| FD_CLO。SE

11、lpszSocketAddress： 一個(gè)指向字符串的指針，該字符串包含了被連接套接口的網(wǎng)絡(luò)地址。一個(gè)帶點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如“”，默認(rèn)值為NULL。注意：CSocket中，WinsockAPI 的初始化 （ socket） 和綁定 （ bind） 兩部分工作都完成了。BOOL Listen（int nConnectionBacklog=5）該函數(shù)的作用是等待Socket 請求， 如果調(diào)用成功，則返回非零值；否則返回值為0。 Listen僅對那些支持連接的套接字起作用，也就是SOCK_STREAM類型的套接字。在進(jìn)程應(yīng)答連接并把它放到等待隊(duì)列時(shí)，套接字被置成被動(dòng)模式（ passive mode） 。 本

12、函數(shù)一般由那些一次可以用多個(gè)連接的服務(wù)器使用（或任何需要接受連接的應(yīng)用）。nConnectionBacklog：表示等待隊(duì)列的長度，默認(rèn)值為最大值5，有效值為1 5。BOOL Connect（LPCTSTR lpszHostAddress,UINT nHostPort）該函數(shù)的作用是提出連接請求。其中：lpszHostAddress：對象連接的套接字的網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器名，如 HYPERLINK .dn .dn ，或以句點(diǎn)分隔的數(shù)字，如“00”。nHostPort：為接受請求進(jìn)程的網(wǎng)絡(luò)地址和Socket端口號(hào)。注意： Connect 函數(shù)還有另一個(gè)版本：BOOL Connect（const SOC

13、KADDR *lpSockAddr, intnSockAddrLen）；具體用法可以參閱MSDN Library 中關(guān)于CAnyscSocket類的闡述。virtual void Close（）該函數(shù)的作用是關(guān)閉該Socket。三、利用CSocket進(jìn)行傳輸?shù)妮o助類簡介、 CSocketFile 類CSocketFile繼承自CFile類， 用在基于Windows Socket 的網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)。首先， 將一個(gè)建立連接的CSocket對象實(shí)例作為參數(shù)進(jìn)行初始化，然后，將已經(jīng)初始化的CSocket對象連接到 CArchive 對象上，接著將數(shù)據(jù)串行化，以使用MFC系列來簡化發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，最終實(shí)

14、現(xiàn)利用網(wǎng)絡(luò)的Socket傳輸和本機(jī)上的流傳輸一樣簡單。成員函數(shù)：CSocketFile用到的成員函數(shù)只有構(gòu)造函數(shù)。CSocketFile： ： CSocketFile（ CSocket *pSocket, BOOL bArchiveCompatible= true） ;其中： pSocket：連接到CSocketFile對象的套接口。bArchiveCompatible ：指示該文件對象是否與一個(gè)CArchive對象一起使用。只有當(dāng)希望在單機(jī)方式下來使用這個(gè)CSocketFile對象時(shí)，才傳遞FALSE。 因?yàn)閮H有CSocketFile類實(shí)例本身沒有什么意義，所以通常將其置為TRUE。說明：此

15、成員函數(shù)用來構(gòu)造一個(gè)CSocketFile對象。當(dāng)此對象超出范圍或被刪除時(shí)，它的析構(gòu)函數(shù)將使它自己從插槽對象上分離。 注意：一個(gè)CSocketFile對象也可以在沒有CAchive對象的情況下作為一個(gè)（受限制的）文件來使用。缺省情況下，CSocketFile構(gòu)造函數(shù)的bArchiceCompatible 參數(shù)是TRUE， 它表明此文件對象與一個(gè)檔案一起使用。要在沒有檔案的情況下使用該文件對象，則給 bArchiceCompatible 參數(shù)傳遞FALSE。在“檔案兼容”模式下，一個(gè)CSocketFile 對象可以提供更好的表現(xiàn)，并減少出現(xiàn)“死鎖”的幾率。、 CArchive 類CAchive類

16、沒有基類。CArchive允許以永久二進(jìn)制（通常為磁盤存儲(chǔ)）的形式保存一個(gè)對象的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，它可以從永久存儲(chǔ)中裝載對象，并在內(nèi)存中重新構(gòu)造它們。使數(shù)據(jù)永久保留的過程就叫做“串行化”。一般可以把一個(gè)CArchive對象看作一個(gè)二進(jìn)制流，可以將它和輸入流 iostream 類的用法進(jìn)行比較。CArchive 對象一般和一個(gè)文件類關(guān)聯(lián)（CFile 類或CSocketFile類） 。 輸入輸出流是加工處理ASCII字符， 而 CArchive類的用處是高效、無冗余地處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)。在 CArchive 類中，重載了提?。ǎ┖筒迦耄╲alue;aroutvalue;aroutvalue;注意事項(xiàng)：利用CA

17、rchive 類進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮鞴倘环奖阒庇^，但是如果編寫的程序是和別人的程序進(jìn)行通信的話，就要注意對方的程序是否也使用了CArchive 類，否則會(huì)造成數(shù)據(jù)相互不能識(shí)別。五、使用CSocket類的同步問題和解決方法有了上面的理論基礎(chǔ)，就可以自己設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信了?？梢宰龅交谧枞l(fā)送和接受二進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如：可以Client 端發(fā)送數(shù)據(jù)，Server 端接收數(shù)據(jù)：Server 端： m_receive（void *lpBuf, int nBufLen, int nFlags=0） ；Clietn 端： m_client（const void *lpBuf, int nBufLen, in

18、t nFlags=0） ；接著我們再分析一下各個(gè)類中提到的常用方法的同步特性：Listen（ .） ：執(zhí)行后無論有無連接，立即返回。Connect（ ） ：如果服務(wù)器端有端口正在監(jiān)聽，則立即成功返回，如果沒有，則過幾秒鐘后將顯示無法連接。Accept（ ） ： Listen 函數(shù)返回后可以執(zhí)行此函數(shù)，但是此函數(shù)是基于阻塞的，只要客戶機(jī) connect 連接并且端口正確，則立即成功返回并建立連接；若遲遲監(jiān)聽不到連接，則不斷阻塞，直到連接成功或者強(qiáng)行關(guān)閉。Send（ ） ：調(diào)用后就將數(shù)據(jù)保存在socket 緩沖區(qū)中，立即返回。Receive（ ） ：和 Accept 一樣的阻塞，直到能從socke

19、t 緩沖區(qū)成功讀取到nBufLen 長度的數(shù)據(jù)。按照上述分析，讀者可能會(huì)考慮這樣的兩個(gè)問題：1 ）監(jiān)聽的時(shí)候，如果客戶端遲遲沒有連接，則監(jiān)聽方執(zhí)行到Accept 則阻塞不能相應(yīng)。2）在用 Receive接受數(shù)據(jù)時(shí)，若遲遲得不到發(fā)送的數(shù)據(jù)，也阻塞不能響應(yīng)。顯然，帶有這兩個(gè)問題的軟件是不能被接受的。CSocket類里的 OnReceive和 OnAccept消息處理函數(shù)（繼承自CAsyncSocket類）可以解決上述兩個(gè)問題，其原理是：1 ） OnAccept（）： Listen 過后，若監(jiān)聽到客戶機(jī)有連接，則產(chǎn)生消息調(diào)用OnAccept（），一般可以在此函數(shù)里面調(diào)用Accept 便可避免監(jiān)聽時(shí)的

20、阻塞。virtural void OnAccept （ int nErrorCode ） ： nErrorCode 為套接字上最近的錯(cuò)誤代碼，此成員函數(shù)可用的錯(cuò)誤代碼有：0：函數(shù)成功地執(zhí)行并返回。WSAENETDOWN： Windows Socket檢測到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障。說明由框架調(diào)用，通知監(jiān)聽套接字現(xiàn)在可以調(diào)用Accept 成員函數(shù)來接收掛起的連接請求（有connect 請求進(jìn)入）。2） OnReceive（）：建立連接后，若檢測到Socket 緩沖區(qū)里有數(shù)據(jù)到達(dá)，便自動(dòng)調(diào)用OnReceive（），在此函數(shù)里面使用Receive接收就可避免接受數(shù)據(jù)的阻塞。virtural void OnRec

21、eive （ int nErrorCode ） ： nErrorCode 為套接字上最近的錯(cuò)誤代碼，此成員函數(shù)可用的錯(cuò)誤代碼有：0：函數(shù)成功地執(zhí)行并返回。WSAENETDOWN： Windows Socket檢測到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障。說明由框架調(diào)用，通知套接字緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)，可以調(diào)用成員函數(shù)Receive取出?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】在上述實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，以點(diǎn)對點(diǎn)通信的聊天程序?yàn)槔龑?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，客戶機(jī)/服務(wù)器模式是socket 點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)程序的典型模式。使用的面向連接的TCP連接套接字是MFC 的典型方式。其實(shí)現(xiàn)步驟為：1、創(chuàng)建兩個(gè)對話框程序，分別為服務(wù)器端和客戶端；2、啟動(dòng)服務(wù)器端程序；3、創(chuàng)建套接字

22、后等待客戶的連接；4、客戶啟動(dòng)，創(chuàng)建套接字，然后和服務(wù)器連接；5、連接建立后，客戶機(jī)和服務(wù)器可以通過建立的套接字連接進(jìn)行信息通信。聊天工具設(shè)計(jì)、需求、 建立MFC工程、 插入對話框右側(cè)對話框，左側(cè)工具欄一、設(shè)計(jì)對話框界面1.設(shè)置對話框?qū)傩?、靜態(tài)文本控件3.編輯控件3.組框 4.單選框5.復(fù)選框6.列表框7.組合框PS：更改控件的ID 號(hào)和標(biāo)題CChatDlg ，類名的第一個(gè)C 字母代表一個(gè)“類（class）Classname 中出現(xiàn) CChartDlg，表明類已經(jīng)添加成功。3、 為對話框中的控件添加變量接步驟（2） ，開始：點(diǎn)擊Member Variables 選項(xiàng)卡，表中列出ID 控件，4、為所有控件添加變量如圖所示：5、控件變量的意義：6、 CChatDlg.cpp 文件中對成員函數(shù)變量進(jìn)行初始化CChatDlg:CChatDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CChatDlg:IDD, pParent)/AFX_DATA_INIT(CC