基于socket的聊天程序設計與實現(xiàn)

基于socket的聊天程序設計與實現(xiàn)學生姓名:XXXXXXXX指導老師:XXXXXXXXXXXX摘要本設計在WINDOWS平臺上,以C語言為編程語言,實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的即時通信工功能即聊天的功能。本設計是基于WindowsSocket的編程，分別在同一局域網(wǎng)內(nèi)的兩臺PC機的VC++6.0平臺上運行效勞端和客戶端程序。效勞器與客戶端在Windows7環(huán)境下采用了TCP/IP連接方式,由客戶端登錄到效勞端PC機,實現(xiàn)客戶端與效勞端PC的信息傳輸。關(guān)鍵詞socket；C語言；TCP/IP；程序設計；VC++6.01引言近年來，隨著全球信息化進程的不斷開展，網(wǎng)絡也在飛速開展。出于高效、快速地處理各種事務的目的，越來越多的企業(yè)在其內(nèi)部使用局域網(wǎng)來進行工作。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)模的擴大，業(yè)務量的增加，在局域網(wǎng)上運行的應用越來越多，如知識庫、網(wǎng)絡會議、數(shù)據(jù)庫應用和數(shù)據(jù)的同步與備份等，這些應用對局域網(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)設計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，容易發(fā)生信息阻塞，此時，局域網(wǎng)不但不能提高生產(chǎn)效率，反而成為企業(yè)開展的瓶頸。為了解決上述矛盾，人們提出了許多方法。提升網(wǎng)絡帶寬及增加效勞器的吞吐能力是解決此矛盾的一種方法。然而，從企業(yè)運行的本錢方面考慮，無論是單純地提升網(wǎng)絡帶寬或增加效勞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)模硬件改造反而會增加企業(yè)的負擔?；赟ocket的局域網(wǎng)通信軟件可以為企業(yè)原有的局域網(wǎng)提供一種良好，平安，快速的通信機制。它的實現(xiàn)無需對企業(yè)原有的局域網(wǎng)硬件進行任何改動，具有實現(xiàn)本錢低廉的優(yōu)點，它的使用能有效地降低局域網(wǎng)通信負荷，提高局域網(wǎng)的使用效率，可以很好地解決企業(yè)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)通信軟件的具體實例之一，它很好地詮釋了Socket通信的原理，并且在企業(yè)內(nèi)部通信、教學、討論等應用中都具有一定的實用價值。它具有信息收發(fā)速度快，保密性好，占用網(wǎng)絡帶寬資源低，占用效勞器吞吐能力低，易于編程實現(xiàn)等優(yōu)點?；赟ocket的局域網(wǎng)通信軟件應用范圍廣闊，不但可以處理傳統(tǒng)的通信需求，而且也能擴展以適應新型的網(wǎng)絡應用，如網(wǎng)絡教育，數(shù)據(jù)影音傳輸?shù)龋瑩碛袕V泛的應用前景。1.1課程設計目的了解基于socket的程序設計方法,增強程序編寫能力,加深對計算機網(wǎng)絡通信的理解。另外,通過課程設計培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,認真的工作作風、團隊協(xié)作精神、自主設計和獨力思考的能力。使同學們學會文獻檢索的根本方法和綜合運用文獻的能力。1.2設計平臺網(wǎng)絡：局域網(wǎng)。操作系統(tǒng)：Windows7。VC++6.0簡介:VC++6.0是Microsoft公司推出的一個基于Windows系統(tǒng)平臺、可視化的集成開發(fā)環(huán)境，它的源程序按C++語言的要求編寫，并參加了微軟提供的功能強大的MFC(MicrosoftFoundationClass)類庫。MFC中封裝了大局部WindowsAPI函數(shù)和Windows控件，它包含的功能涉及到整個Windows操作系統(tǒng)。MFC不僅給用戶提供了Windows圖形環(huán)境下應用程序的框架，而且還提供了創(chuàng)立應用程序的組件，這樣，開發(fā)人員不必從頭設計創(chuàng)立和管理一個標準Windows應用程序所需的程序，而是從一個比擬高的起點編程，故節(jié)省了大量的時間。另外，它提供了大量的代碼，指導用戶編程時實現(xiàn)某些技術(shù)和功能。因此，使用VC++提供的高度可視化的應用程序開發(fā)工具和MFC類庫，可使應用程序開發(fā)變得簡單。2設計原理程序采用WindowsSocket編程，利用MFC類庫中，對WindowsSocketAPI進行了封裝的CAsyncSocket類及其子類CSocket中提供的成員函數(shù)，完成網(wǎng)絡的連接以及對字符消息的傳送。2.1win32編程原理所謂的Win32開發(fā)，就是在C語言的層面上，直接使用Win32API開發(fā)Windows應用程序或者系統(tǒng)程序。雖說現(xiàn)在直接用Win32API開發(fā)應用程序的人已經(jīng)不多了，但是深入理解Windows系統(tǒng)程序設計原理，仍然是成為Windows開發(fā)高手的良好途徑。所謂的Win32，其實是一個API標準，與UNIX系統(tǒng)編程接口標準POSIX是相對應的。下面是進行直接的WIN32SDK方式編程的根本思路或者說是一個框架：一個WINDOWS程序分為程序代碼和UI(UserInterface用戶接口)資源兩大部份，兩部份最后以RC編譯程序整合為一個完整的EXE文件。所謂UI資源是指功能菜單、對話框、程序圖標、光標形狀等等東西。這些UI資源的實際內(nèi)容〔二進制代碼〕系借助各種工具產(chǎn)生，并以各種擴展名存在，如.ico.bmp.cur等等。程序員必須在一個所謂的資源描述檔〔.rc〕中描述它們。RC編譯器〔RC.EXE〕讀取RC文件的描述后將所有UI資源文件集中制作出一個.RES文件，再與程序代碼結(jié)合在一起，這才是一個完整的Windows可執(zhí)行文件。與控制臺程序相同的是，一個WIN32程序也必須有一個程序入口點，但是在這兒它不再叫main(),而叫做WinMain(),當WINDOWS的SHELL檢測到用戶欲執(zhí)行一個EXE程序，就會調(diào)用加載器把程序進行加載，然后調(diào)用Cstartupcode,后者再調(diào)用WinMain(),程序的執(zhí)行就開始了，WinMain()函數(shù)的原型為：intCALLBACKWinMain(HINSTANCEhInstance,HINSTANCEhPrevInstance,LPSTRlpCmdLine,intnCmdShow)；2.2TCP/IP協(xié)議簡介TCP/IP協(xié)議實際上就是在物理網(wǎng)上的一組完整的網(wǎng)絡協(xié)議。其中TCP是提供傳輸層效勞，而IP那么是提供網(wǎng)絡層效勞。TCP/IP主要包括以下協(xié)議：IP：網(wǎng)間協(xié)議(InternetProtocol)負責主機間數(shù)據(jù)的路由和網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)的存儲。同時為ICMP，TCP，UDP提供分組發(fā)送效勞。用戶進程通常不需要涉及這一層。ICMP：網(wǎng)間報文控制協(xié)議(InternetControlMessageProtocol)此協(xié)議處理網(wǎng)關(guān)和主機的過失和傳送控制。TCP：傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol)這是一種提供應用戶進程的可靠的全雙工字節(jié)流面向連接的協(xié)議。它要為用戶進程提供虛電路效勞，并為數(shù)據(jù)可靠傳輸建立檢查。TCP/IP協(xié)議的核心局部是傳輸層協(xié)議(TCP、UDP)，網(wǎng)絡層協(xié)議(IP)和物2.3WINDOWSSOCKETS網(wǎng)絡編程接口概述在網(wǎng)絡編程中最常用的方案便是Client/Server(客戶機/效勞器)模型。在這種方案中客戶應用程序向效勞器程序請求效勞。一個效勞程序通常在一個眾所周知的地址監(jiān)聽對效勞的請求，也就是說，效勞進程一直處于休眠狀態(tài)，直到一個客戶向這個效勞的地址提出了連接請求。在這個時刻，效勞程序被"驚醒"并且為客戶提供效勞－對客戶的請求作出適當?shù)姆错憽榱朔奖氵@種Client/Server模型的網(wǎng)絡編程，90年代初，由Microsoft聯(lián)合了其他幾家公司共同制定了一套WINDOWS下的網(wǎng)絡編程接口，即WindowsSockets標準，它不是一種網(wǎng)絡協(xié)議,而是一套開放的、支持多種協(xié)議的Windows下的網(wǎng)絡編程接口?，F(xiàn)在的Winsock已經(jīng)根本上實現(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。Socket實際在計算機中提供了一個通信端口，可以通過這個端口與任何一個具有Socket接口的計算機通信。應用程序在網(wǎng)絡上傳輸，接收的信息都通過這個Socket接口來實現(xiàn)。微軟為VisualC++定義了Winsock類如CAsyncSocket類和派生于CAsyncSocket的CSocket類，它們簡單易用，我們當然可以使用這些類來實現(xiàn)自己的網(wǎng)絡程序，但是為了更好的了解WinsockAPI編程技術(shù)，本設計中將使用底層的API函數(shù)實現(xiàn)Winsock平臺的即時通信工具。在VC中進行WINSOCK的API編程開發(fā)的時候，需要在工程中使用下面的三個文件，否那么會出現(xiàn)編譯錯誤。(1)WINSOCK.H:這是WINSOCKAPI的頭文件，需要包含在工程中。(2)WSOCK32.LIB:WINSOCKAPI連接庫文件。(3)WINSOCK.DLL:WINSOCK的動態(tài)連接庫，位于WINDOWS的安裝目錄下。3詳細設計與實現(xiàn)3.1客戶端連接模塊設計:客戶端計算機獲取本機開放的socket端口23,再發(fā)送目標主機的IP,通過connection()函數(shù)與效勞端建立連接,如果connection()作用結(jié)果出現(xiàn)錯誤的socket,那么連接失敗,否那么通過recv()函數(shù)接收效勞器發(fā)送的字符串,即為效勞器發(fā)送的歡送信息。模塊程序如下:……intconnection(){WSAreturn=WSAStartup(0x101,&WSAData);//始化一個WSADATA結(jié)構(gòu)if(WSAreturn){printf("發(fā)生一個未知錯誤!\n");return0;}//創(chuàng)立一個套接口。//第一個參數(shù)：一個地址描述。目前僅支持AF_INET格式，也就是說ARPAInternet地址格式。//第二個參數(shù)：新套接口的類型描述。〔SOCK_STREAM可用send()和recv()傳送數(shù)據(jù)〕//第3個參數(shù)：套接口所用的協(xié)議。如調(diào)用者不想指定，可用0client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);to.sin_family=AF_INET;//sin_port存儲端口號〔使用網(wǎng)絡字節(jié)順序〕to.sin_port=htons(23);while(TRUE){printf("請輸入要登陸的IP:");scanf("%s",&servername);//sin_addr存儲IP地址，使用in_addr這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)to.sin_addr.s_addr=inet_addr(servername);printf("正在連接...\n");result=connect(client,(structsockaddr*)&to,sizeof(to));if(SOCKET_ERROR==result){//連接失敗printf("對不起,無法連接到目標主機!\n");WSACleanup();return0;}else{cansend=FALSE;recv(client,receive,sizeof(receive),0);printf("*******歡送消息消息*******\n");printf("%s\n",receive);printf("***********結(jié)束*********\n");……信息發(fā)送與接收模塊設計:分別利用send()函數(shù)和recv()函數(shù)發(fā)送和接收信息。模塊程序如下:……scanf("%s\0",&chatto);send(client,chatto,strlen(chatto),0);……recv(client,chatfrom,sizeof(chatfrom),0);printf("%s\n",chatfrom);3.2效勞端連接用戶模塊設計:通過GetIp()函數(shù)獲得客戶端IP,然后開放一個端口,綁定并監(jiān)聽端口。接受來自客戶端的連接,并向客戶端發(fā)送歡送信息。與客戶端建立連接。模塊程序如下:……intGetIp(){WSAreturn=WSAStartup(0x101,&WSAData);if(WSAreturn){printf("發(fā)生一個未知錯誤!\n");return0;}local.sin_family=AF_INET;local.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;local.sin_port=htons((u_short)23);server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(server==INVALID_SOCKET){printf("無法創(chuàng)立套接字!\n");return0;}if(bind(server,(structsockaddr*)&local,sizeof(local))!=0){printf("無法綁定套接字!\n");return0;}if(listen(server,5)!=0){printf("無法監(jiān)聽端口!\n");return0;}while(TRUE){printf("正在等待用戶連接...\n");client=accept(server,(structsockaddr*)&from,&fromlen);strcpy(information,inet_ntoa(from.sin_addr));strcat(welcome,information);printf("接受來自%s的連接...\n",inet_ntoa(from.sin_addr));printf("正在發(fā)送歡送消息...\n");send(client,welcome,strlen(welcome),0);//send(client,ip,strlen(ip),0);//send(client,information,strlen(information),0);printf("歡送消息信息已經(jīng)成功發(fā)送至客戶端!\n");……信息發(fā)送與接收模塊設計:分別利用send()函數(shù)和recv()函數(shù)發(fā)送和接收信息。模塊程序如下:……recv(client,receive,sizeof(receive),0);printf("%s\n",receive);……scanf("%s\0",&chat);send(client,chat,strlen(chat),0);……4運行結(jié)果在局域網(wǎng)內(nèi)的一臺PC機的VC++6.0平臺上運行效勞端程序,并與客戶端PC機之間通信。程序運行窗口如下列圖所示:圖4.1效勞端程序運行后的聊天窗口在同一局域網(wǎng)內(nèi)的另一臺PC機的VC++6.0平臺上運行效勞端程序,并與客戶端PC機之間進行通信。程序運行窗口如下列圖所示:圖4.2客戶端程序運行后的聊天窗口5出現(xiàn)問題及解決方法在編寫效勞端和客戶端程序時,始終出現(xiàn)鏈接錯誤。錯誤提示如:errorLNK2001:unresolvedexternalsymbol__imp__closesocket@4?！璂ebug/00.exe:fatalerrorLNK1120:9unresolvedexternalsErrorexecutinglink.exe.其問題在于缺少一句連接到庫的語句。因此,其解決方法是在程序開頭添加一條連接到庫的語句即可。6結(jié)束語兩個星期的時間很快就過去了,計算機網(wǎng)絡課程設計也即將結(jié)束.在這兩個星期里,有過不少的艱辛和疑惑,我從剛開始的無從下手到最后的順利完成,我又一次體驗了自我設計的滿足感.課程設計剛開始