聊天程序试验报告

1、桂林电子科技大学计算机网络C实验报告实验名称聊天程序的设计电子工程与自动化系测控技术与仪器专业辅导员成绩签名14008104班第实验小组作者张业标学号1400810427同作者实验日期2016 年 12 月日辅导员意见【实验目的】1、熟悉Visual C+的基本操作；2、 基本了解基于对话框的windows应用程序的编写过程；3、对于 Windows Socket编程建立初步概念，并实现聊天程序的编写。【实验要求】1、能编写基于对话框的 windows应用程序；2、能用Visual C+中的MFC CSocket类，实现网络传输数据；3、制作实用的局域网一对一聊天程序；【实验原理】一、Wind

2、ows Socket和套接口的基本概念网际协议（In ternet Protocol， IP）是一种用于互联网的网络协议，已广为人知。它可以广泛用于大多数计算机操作系统上，也可用于大多数局域网 LAN （比如小型办公网络，小型宿舍网络）和广域网 WAN （例如互联网）。从它的设计来看，IP是一个无连接的协议，并不 能保证数据投递万无一失。两个上层协议（TCP和UDP）依赖IP协议进行数据通信。如果希望在 Microsoft Windows下通过TCP和UDP协议建立网络应用程序，则需要使用Win sock套接口编程技术。套接口，就是指向传输提供者的句柄。Win32中，套接口不同于文件描述符，所

3、以它是一个独立的类型SOCKET Windows Socket描述并定义了一个 Microsoft Windows的网络编程界面，它是从 Unix Socket的基础上发展而来的，为Windows TCP/IP提供了一个BSD型的套接字规范，除与 4.3BSD Un ix Socket完全兼容外，还包括一个扩充文件，通过一组附 加的API实现 Win dows式（即事件驱动）的编程风格；而 Win sock则是在 Microsoft Win dows 中进行网络应用程序设计的接口。Win dows在In ternet支配域中的TCP/IP协议定义了 Win sock网络编程规范，融入了许多新特

4、点。使用Socket的目的是使用户在网络协议上工作而不必Socket对该网络协议有非常深入的了解。此外，编写的程序还可被迅速地移植到任何支持的网络系统中去。Win sock提供了一种可为指定传输协议打开、 计算和关闭会话的能力。 在Win dows下， TCP/IP上层模型在很大程度上与用户的 Win sock应用有关；换言之，用户的 Win sock应用控 制了会话的方方面面，必要时，还会根据程序的需要格式化数据。套接口有三种类型：流式套接口、数据报套接口及原始套接口。流式套接口定义了一种可靠的面向连接的服务(利用TCP协议)，实现了无差错无重复的顺序数据传输。数据报套接口定义了一种无连接的

5、服务(UDP),数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不保证可靠和无差错。原始套接口允许对低层协议如IP和ICMP直接访问，主要用于新的网络协议实现的测试等。无连接服务器一般都是面向事务处理，一个请求、一个应答就完成了客户程序与服务程序之间的相互作用。套接口工作过程如下：服务器启动，通过调用socket()建立一个套接口，然后调用bind() 将该套接口和本地网络地址联系在一起，再调用accept()来接收连接。客户在建立套接口后调用connect()和服务器建立连接。连接一旦建立，客户机和服务器之间就可以通过调用read()和write()来发送和接受数据。最后，待数据传送结束后，双

6、方调用close()关闭套接口。 在网络编程中，掌握端口的概念十分重要。端口：基于TCP/IP协议的网络中，计算机都分配有一个IP地址，用一个32位二进制数来表示，正式的称呼是“Ipv4地址”。客户机需要通过TCP或 UDP和服务器通信时，必须指定服务器的IP地址和服务端口号。另外，服务器打算侦听接入客户机请求时，也必须指定一个 应特别小心，因为有些可用端口号是为“已知的” 议和超文本传输协议，即 FTP( 21号端口)和 即固定协议，采用的端口由“互联网编号分配认证 编号。IP地址和一个端口号。在选择端口时，(即固定的)服务保留的，如文件传输协HTTP (一般为8080端口)。“已知的协议”

7、，(IANA) ”控制和分配，RFC 1700中说明的从本质上说，端口可分为 3类：“已知”端口、已注册端口、动态和(或)私用端口。(1) “已知”端口 01023，由IANA控制，是在UNIX中为固定服务保留的。(2) 已注册的端口 102449151，由IANA列出来的，供普通用户的普通用户进程或 程序使用。(3) 动态和(或)私用端口 4915265535.普通用户应选择102449151之间的已注册端口，从而避免端口号已被另一个应用或 系统服务所用。此外，4915265535间的端口可自由使用，因为IANA在这些端口上没有注册服务。、MFC对Socket编程的封装类简介Microsof

8、t Windows Class Library ( MFC)中提供了较高级圭寸装的类来实现网络通信。图4-1给出了 CSocket类的继承关系。CObjectCAsy ncSocketCSocket图4-1CAsyncSocket类圭寸装了 Windows Sockets API 函数，提供了较低层的与 Windows Sockets 对话接口，一般适用于有相当水平的网络编程者使用，可方便地进行低层的网络事件通知及信息回叫控制等操作。CSocket类派生于 CAsyncSocket,它继承了父类中一些常用易懂的Windows Sockets API函数，并对CAsyncSocket中低层的较难

9、控制的一些 API函数或成员函数进行了处理，使得网络传输简捷易用，同时它支持模块化的后台信息处理，解决了 CAsyncScoket中较难克服的多线程处理。下面介绍用 Visual C+在windows中实现Socket类型成员函数(这些成员函数实际上 是从CAsyncSocket类继承来的)。成员函数和参数说明：(1) BOOL Create(UNIT nsocketPort = 0, int nSocketType=SOCK_STREAM,ong lEvent =FD_READ|FD_WRITE|FD_OOB|FD_ACCEPT|FD_CONNECT|FD_CLOSE,LPCTSTRlpsz

10、SocketAddress=NULL)该函数用来建立 Socket,如果函数成功，则返回非零值；否则返回值为 0。其中： nSocketPort:为所选择的socket端口，一般要大于1023，如果该参数为0，则由系统选 定一端口，默认值 0。nSocketType：为套接字类型SOCK_STREAM SOCK_DGRAM SOCK_STREAM表示为 流套接字(本实验使用基于TCP连接的流套接字编程)，SOCK_DGRAM表示为数据报套接字， 默认值为SOCK_STREAMlEvent:标识该 Socket要完成哪种工作，默认值为FD_READ|FD_WRITE| FD_OOB|FD_ACC

11、EPT|FD_CONNECT| FD_CLOSElpszSocketAddress： 一个指向字符串的指针，该字符串包含了被连接套接口的网络地址。一个带点的数据，如“ ”默认值为NULL。注意：CSocket中，WinsockAPI的初始化(socket)和绑定(bind )两部分工作都完成了。(2) BOOL Listen(int nConnectionBacklog=5)该函数的作用是等待 Socket请求，如果调用成功，则返回非零值；否则返回值为0。Listen 仅对那些支持连接的套接字起作用，也就是SOCK_STREA啖型的套接字。在进程应答连接并把它放到等待队列

12、时，套接字被置成被动模式(passive mode)。本函数一般由那些一次可以用多个连接的服务器使用(或任何需要接受连接的应用)。nConnectionBacklog :表示等待队列的长度，默认值为最大值5，有效值为15。(3) BOOL Connect(LPCTSTR lpszHostAddress,UINT nHostPort)该函数的作用是提出连接请求。其中：lpszHostAddress:对象连接的套接字的网络地址、机器名，女口.dn，或以句点分隔的数字，如“ 00 ”n HostPort :为接受请求进程的网络地址和Socket端口号。注

13、意：Connect 函数还有另一个版本：BOOL Connect（const SOCKADDR*lpSockAddr, intnSockAddrLen）;具体用法可以参阅 MSDN Library中关于CAnyscSocket类的阐述。（4）virtual void Close （）该函数的作用是关闭该 Socketo三、利用CSocket进行传输的辅助类简介1、CSocketFile 类CSocketFile继承自CFile类，用在基于 Windows Socket的网络上传输数据。首先，将一个建立连接的 CSocket对象实例作为参数进行初始化，然后，将已经初始化的CSocket对象连接到

14、CArchive对象上，接着将数据串行化，以使用MFC系列来简化发送和接受数据，最终实现利用网络的 Socket传输和本机上的流传输一样简单。成员函数：CSocketFile用到的成员函数只有构造函数。CSocketFile： : CSocketFile （CSocket *pSocket, BOOL bArchiveCompatible= true）;其中： pSocket:连接到 CSocketFile对象的套接口。bArchiveCompatible :指示该文件对象是否与一个CArchive对象一起使用。只有当希望在单机方式下来使用这个CSocketFile对象时，才传递FALSE因为

15、仅有CSocketFile类实例本身没有什么意义，所以通常将其置为TRUE说明：此成员函数用来构造一个CSocketFile对象。当此对象超出范围或被删除时，它的析构函数将使它自己从插槽对象上分离。注意：一个CSocketFile对象也可以在没有 CAchive对象的情况下作为一个（受限制的） 文件来使用。缺省情况下，CSocketFile构造函数的bArchiceCompatible参数是TRUE它表明 此文件对象与一个档案一起使用。要在没有档案的情况下使用该文件对象，则给 bArchiceCompatible参数传递 FALSE在“档案兼容”模式下，一个 CSocketFile对象可以提

16、供更好的表现，并减少出现“死锁”的几率。2、CArchive 类CAchive类没有基类。CArchive允许以永久二进制（通常为磁盘存储）的形式保存一个对象的复杂网络，它可以从永久存储中装载对象，并在内存中重新构造它们。使数据永久保留的过程就叫做“串行化”。一般可以把一个 CArchive对象看作一个二进制流，可以将它和 输入流iostream类的用法进行比较。CArchive对象一般和一个文件类关联（ CFile类或CSocketFile类）。输入输出流是加工处理 ASCII字符，而CArchive类的用处是高效、无冗余地处理二进制数据。在CArchive类中，重载了提取（ >>

17、;）和插入（ <<）运算符，它是方便的归档编程接口， 主要支持CObject派生类。四、MFC CSocket类的通信流程使用CSocket类进行网络二进制数据通信的连接流程，如下表所示:服务器端注释客户端1CSocket m server构造一个socket对象CSocket m clie nt;2m_server.creat (n port)创建socketm_clie nt.creat (n port);3m_server.liste n();听等 连接与服务器建立连接m_clie nt.c onn ect(straddr, nport);此时阻塞，等待服务器端监听。4CSo

18、cket m_receive;m_server.accept(m_receive);此时阻塞，等待客户机连接构造新的socket对象用以接受客户端的连接5CSocketFile file(&m_server)构造一文件对象CSocketFile file(&m_server);6CArchive arin( &file,CAchive:load);CArchive arout( &file,CAchive:store);构造流对象CArchive arin( &file,CArchive:load);CArchive arout (& file,

19、CArchive:store);7arin> >value; arout<<value;用流进行数据的传输概念和cin, cout相似arin> >value; arout<<value;注意事项：利用CArchive类进行网络数据传输的操作固然方便直观，但是如果编写的程序是和别人的程序进行通信的话，就要注意对方的程序是否也使用了CArchive类，否则会造成数据相互不能识别。五、使用CSocket类的同步问题和解决方法有了上面的理论基础，就可以自己设计实现网络通信了。可以做到基于阻塞发送和接 受二进制数据。例如：可以Client端发送数据，Se

20、rver端接收数据：Server端: m_receive(void *lpBuf, int nBufLen, int nFlags=0)；Clietn 端: m_client(const void *lpBuf, int nBufLen, int nFlags=0);接着我们再分析一下各个类中提到的常用方法的同步特性：Listen (.):执行后无论有无连接，立即返回。Connect ()：如果服务器端有端口正在监听，则立即成功返回，如果没有，则过几秒 钟后将显示无法连接。Accept (-)： Listen函数返回后可以执行此函数，但是此函数是基于阻塞的，只要客户 机connect连接并且端

21、口正确，则立即成功返回并建立连接；若迟迟监听不到连接，则不断阻塞，直到连接成功或者强行关闭。Send ()：调用后就将数据保存在socket缓冲区中，立即返回。Receive ():和Accept 一样的阻塞，直到能从 socket缓冲区成功读取到 nBufLen长度 的数据。按照上述分析，读者可能会考虑这样的两个问题：(1) 监听的时候，如果客户端迟迟没有连接，则监听方执行到Accept则阻塞不能相 应。(2) 在用Receive接受数据时，若迟迟得不到发送的数据，也阻塞不能响应。显然，带有这两个问题的软件是不能被接受的。CSocket类里的On Receive和On Accept消息处理函

22、数(继承自CAsy ncSocket类)可以解决上述两个问题，其原理是：(1) On Accept () : Listen过后，若监听到客户机有连接，则产生消息调用On Accept (),一般可以在此函数里面调用Accept便可避免监听时的阻塞。virtural void On Accept （ int n ErrorCode）: n ErrorCode 为套接字上最近的错误代码，此成员函数可用的错误代码有：0 :函数成功地执行并返回。WSAENETDOWN Windows Socket检测到网络系统故障。说明由框架调用，通知监听套 接字现在可以调用 Accept成员函数来接收挂起的连接请求

23、（有connect请求进入）。（2）On Receive（）:建立连接后，若检测到Socket缓冲区里有数据到达，便自动调用On Receive（），在此函数里面使用 Receive接收就可避免接受数据的阻塞。virtural void On Receive （ int n ErrorCode）: n ErrorCode 为套接字上最近的错误代码，此成 员函数可用的错误代码有：0 :函数成功地执行并返回。WSAENETDOWN Windows Socket检测到网络系统故障。说明由框架调用，通知套接字 缓冲区中有数据，可以调用成员函数Receive取出。【实验内容与步骤】在上述实验原理的基础上

24、，以点对点通信的聊天程序为例实现网络通信，客户机/服务器模式是socket点对点网络程序的典型模式。使用的面向连接的TCP连接套接字是 MFC的典型方式。其实现步骤为：1、创建两个对话框程序，分别为服务器端和客户端；2、启动服务器端程序；3、创建套接字后等待客户的连接；4、客户启动，创建套接字，然后和服务器连接；5、连接建立后，客户机和服务器可以通过建立的套接字连接进行信息通信。聊天工具设计目的、需求刑碍|J" |eFla i I g aiq -aiM - Krilj'lHi i lj| |L p aI* Jwi tari Jk*r X* Hfw IM> 'Bj

25、« .r甲精r 户曲沽'rrfErik複逢IS1it方洋®SMCIT壬记吉.: i -.*仝记杲E岀较杵Edta1、建立MFC工程2、插入对话框右侧对话框，左侧工具栏一、设计对话框界面1设置对话框属性2、静态文本控件 3编辑控件3.组框4单选框5复选框6列表框7组合框PS:更改控件的ID号和标题:、为设计好的对话框添加类（为对话框添加相应的类才能使用对话框）CChatDIg，类名的第一个 C字母代表一个"类（class）flnivrX Events古帰空IntoAdd CJds,2DeFelc runctiuuMetistiutfs；td it Codec

26、l hocdkljMember functions：DoDatatxchingeDescription：CnncRlV.FC 匚 lass WizardAotnmMinnfldiurX Fvnfs購IntoAdd Class.3Bind AllDescription：Cnnceldk rlkljCfiicWindowRect Create DeiWindowPra c DBEtrcyWindow DoDataExchsnqeDoModal GHStrolllBarClrli Add Variable. ' I Irhe匕巴3Delete VdiidUlinctumIDCZEOIT2 I

27、DC EDITH IDCZCOITb 闾iaClass name中出现CChartDIg,表明类已经添加成功Add Function3、为对话框中的控件添加变量接步骤（2），开始：点击 Member Variables选项卡，表中列出ID控件MAmhr Viri4hlfi> AuinmMir>nfwqID APP ABOUTJptiaie CfflumneErnjenr programctialr=MFC ClassVt/izardClass| CChatUIg-CIjiss耐皿尺| CChatUIg-CChatni4、为所有控件添加变量如图所示:MFC Ch«Wljrd

28、W pmgrrtmcfwit - Mircc-isor? VMaps M ember Variables MtomMion ActiveX Events ClaG InfoPro|ectClass nanne：Add Clisi|pio(|r3(nch3l二CChalOlgF：l,.4prvgramcbdlWhatDIgJi F：t.AprogramdiaiChatDIyxppAild VriflConkvl IDs；TypeMr rnhir rDelete V«ksljCBuUanm kslj*l)ztC SiringID Ij理Update CqIt"CStfngIkC

29、niiHonm_lxBind i财CBvUanm_qkjlrjmButtonm rjrn£7CRunonm S7tcrjCBuHonm_tcrjMailCButlonin xsjlxxnrCStllnqm KKn rCSlrliiuin_&Dcauiptiori：CString with Icngiti valid EdonMimurri Chsracter;11Hl File E.dit View tn&etl Pi(CChirDiiay|WI cHai&澤 program< ha> 监 k "-5 CAfeuDi m- «： CChCJlg cchiimigicwv 锵 Dq DnlaLMJcIi-Bi* m dhoc dk dMI Fnnfi ts0 nn_ks4i 严rti|wl m lx审 m_nr*心啊< m r|i$m令呵愉| w m M|l r/ nn vxnr叶 : CChlldiFianic14 H CLliihni FrHimfrI- H : CPrcigrsnMchsUip n B 1 CPfugfdmthalDB 対 T聘Pm#*"砸ir；h冲fVt亡 i± _ Global s口亠誉口咱月Filr_J5、控件变量的意义:6、CChatDIg.cp