基于局域网的聊天程序设计.doc
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1、基于局域网聊天程序设计摘要:本论文讨论了Windows环境下局域网聊天程序的设计思路和设计方法。其中网络通信部分采用流行的TCP/IP协议。程序采用典型的C/S(服务器/客户端)构架。用socket编程设计网络通讯。界面设计部分采用Windows MFC框架。数据库采用微软SQL Server。本文最终设计了一个简易版本的聊天软件,包括登陆、退出、添加好友、消息收/发等功能。关键词:Sockets API,C/S构架,SQL Server。Realization of a kind of LAN chat toolAbstract: This article discusses how to
2、design and develop a LAN chatting program in Windows environment. The network communication part depends on the popular TCP/IP protocol. Software is based on C/S architecture. Network communication is developed with Socket. UI is designed with Windows MFC frame. Database is designed with SQL server.
3、 The article describes a concise chart software version, with the function of logging in/out, adding friend to list, sending/receiving message and so on. Key words: Sockets API,C/S architecture,SQL Server论文 目录局域网聊天程序的设计2第一章、概述4第二章、WINDOWS SOCKETS 网络编程的研究42.1 TCP/IP体系结构52.2.1 TCP/IP简介52.2.2 TCP/IP的特点
4、52.2基本套接字52.3客户机/服务器模式72.4 WINDOWS SOCKETS程序设计82.4.1 WINDOWS SOCKETS API简介82.4.2 WINDOWS SOCKETS机制9第三章、网络通信模块分析113.1 网络通信程序设计过程113.2 网络通信程序设计核心133.2.1通信设计代码分析133.2.2数据传输代码分析173.2.3出错处理19第四章、界面模块分析204.1 服务器端界面模块分析204.2 客户端界面模块分析214.2.1用户登陆界面分析214.2.2用户注册界面分析224.2.3在线用户列表界面分析234.2.4用户聊天界面分析24第五章、数据库模块
5、分析275.1数据库的选择275.2数据库访问方法275.3 ADO数据库编程275.3.1 ADO与ADO接口简介275.3.2使用ADO操作SQL代码分析28第六章、总结336.1体会和感想336.2 总结33第七章、参考书目34第一章 概述即时通讯软件的出现正在逐渐改变人们的沟通与交际方式。无论近在咫尺,还是远隔重洋,也只是在键盘和鼠标之间就可以解决问题。即时通讯服务非常适合企业内部或企业和客户之间的交流。而且将即时通讯服务和手机移动等服务结合,将更大地提高工作效率。网络聊天程序.越来越影响着我们的网络生活。习惯了通过类似ICQ、QQ、MSN之类的程序和天南海北的朋友聊天、发信息,不过所
6、有聊天程序都需要Internet的支持,而无法在局域网内部“大显身手”,那么你是否想到过要让单位内部的员工,寝室周围的同学,不用上Internet就可以轻松体验到内网聊天的快乐呢?有了这种想法,开发局域网聊天程序就有了必要性,让单位员工或寝室同学不出内网就能自由聊天!本文主要研究的是一个具有高度实用性的聊天程序软件的设计原理,思路和过程。通过该网络程序的编制和实践,对自己所学习的知识进行一次综合和提高,有更深层次的理解和掌握,在这过程中激发自己学习的潜力,提高软件开发的能力,加深对网络协议和windows环境下网络编程的理解和掌握。第二章、Windows Socket 网络编程的研究2.1 T
7、CP/IP体系结构2.2.1 TCP/IP简介TCP/IP 作为 Internet的核心协议,通过近二十多年的发展已日渐成熟,并被广泛应用于局域网和广域网中,目前已成为事实上的国际标准。TCP/IP 协议集确立了 Internet 的技术基础。TCP/IP 协议主要作用于 OSI 网络参考模型中的网络层(第3层)、传输层(第4层)和应用层(第7层)。数据链路层(第2层)的功能主要应用于其它协议如以太网(Ethernet)、ATM、帧中继(Frame Relay),以及多数供应商特定协议等。TCP/IP 充分支持所有通用第2层协议。TCP/IP 组中的应用程序通常直接运行于传输层协议 TCP 或
8、 UDP 上面,并不需要表示层(第6层)和会话层(第5层)的支持。2.2.2 TCP/IP的特点TCP/IP协议的核心部分是传输层协议(TCP、UDP),网络层协议(IP)和物理接口层,这三层通常是在操作系统内核中设计。因此用户一般不涉及。编程时,编程界面有两种形式:一、是由内核心直接提供的系统调用;二、使用以库函数方式提供的各种函数。前者为核内设计,后者为核外设计。用户服务要通过核外的应用程序才能设计,所以要使用套接字(socket)来设计。2.2基本套接字下面给出几个基本的套接字,这些套接字的使用贯穿了网络编程的始末,主导了数据通信的过程。这将在以后的篇幅中会给出更详细的使用说明。1、创建
9、套接字socket()功能:使用前创建一个新的套接字格式:SOCKET PASCAL FAR socket(int af,int type,int procotol);参数:af: 通信发生的区域type: 要建立的套接字类型procotol: 使用的特定协议2、指定本地地址bind()功能:将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。格式:int PASCAL FAR bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);参数:s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符(套接字号)。其它:没有错误,bind()
10、返回0,否则SOCKET_ERROR地址结构说明:struct sockaddr_inshort sin_family;/AF_INETu_short sin_port;/16位端口号,网络字节顺序struct in_addr sin_addr;/32位IP地址,网络字节顺序char sin_zero8;/保留3、建立套接字连接connect()和accept()功能:共同完成连接工作格式:int PASCAL FAR connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);SOCKET PASCAL FAR accept(
11、SOCKET s,struct sockaddr FAR * name,int FAR * addrlen);参数:同上4、监听连接listen()功能:用于面向连接服务器,表明它愿意接收连接。格式:int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);5、数据传输send()与recv()功能:数据的发送与接收格式:int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);int PASCAL FAR recv(SOCKET s,const char FAR * buf,int
12、 len,int flags);参数:buf:指向存有传输数据的缓冲区的指针。 6、多路复用select()功能:用来检测一个或多个套接字状态。格式:int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR * readfds,fd_set FAR * writefds, fd_set FAR * exceptfds,const struct timeval FAR * timeout);参数:readfds:指向要做读检测的指针writefds:指向要做写检测的指针exceptfds:指向要检测是否出错的指针timeout:最大等待时间7、关闭套接字closesoc
13、ket()功能:关闭套接字s格式:BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s)。2.3客户机/服务器模式在TCP/IP网络中两个进程间的相互作用的主机模式是客户机/服务器模式(Client/Server model)。该模式的建立基于以下两点:1、非对等作用;2、通信完全是异步的。客户机/服务器模式在操作过程中采取的是主动请示方式:首先服务器方要先启动,并根据请示提供相应服务,过程如下所示:1、打开一通信通道并告知本地主机,它愿意在某一个公认地址上接收客户请求。2、等待客户请求到达该端口。3、接收到重复服务请求,处理该请求并发送应答信号。4、返回第二步,等待另一客
14、户请求5、关闭服务器。客户方:1、打开一通信通道,并连接到服务器所在主机的特定端口。2、向服务器发送服务请求报文,等待并接收应答;继续提出请求3、请求结束后关闭通信通道并终止。2.4 WINDOWS SOCKETS程序设计2.4.1 WINDOWS SOCKETS API简介VC+对网络编程的支持有socket支持,WinInet支持,MAPI和ISAPI支持等。其中,Windows Sockets API是TCP/IP网络环境里,也是Internet上进行开发最为通用的API。最早美国加州大学Berkeley分校在UNIX下为TCP/IP协议开发了一个API,这个API就是著名的Berkel
15、ey Socket接口(套接字)。在桌面操作系统进入Windows时代后,仍然继承了Socket方法。在TCP/IP网络通信环境下,Socket数据传输是特殊的I/O,它也相当于文件描述符,具有一个类似于打开文件的函数调用-socket()。可以这样理解:Socket实际上是一个通信端点,通过它,用户的Socket程序可以通过网络和其他的Socket应用程序通信。Socket存在于一个通信域(为描述一般的线程如何通过Socket进行通信而引入的抽象概念)里,并且与另一个域的Socket交换数据。Socket有三类。第是SOCK_STREAM(流式),提供面向连接的可靠的通信服务,比如telne
16、t,http。第二种是SOCK_DGRAM(数据报),提供无连接不可靠的通信,比如UDP。第三种是SOCK_RAW(原始),主要用于协议的开发和测试,支持通信底层操作,比如对IP和ICMP的直接访问。2.4.1 WINDOWS SOCKETS机制1、异步选择机制:WINDOWS SOCKETS 的异步选择函数提供了消息机制的网络事件选择,当使用它登记网络事件发生时,应用程序相应窗口函数将收到一个消息,消息中指示了发生的网络事件,以及与事件相关的一些信息。WINDOWS SOCKETS 提供了一个异步选择函数 WSAAsyncSelect(),用它来注册应用程序感兴趣的网络事件,当这些事件发生时
17、,应用程序相应的窗口函数将收到一个消息。函数结构如下:int PASCAL FAR WSAAsyncSelect(SOCKET s,HWND hWnd,unsigned int wMsg,long lEvent);参数说明:hWnd:窗口句柄wMsg:需要发送的消息lEvent:事件(以下为事件的内容)值: 含义:FD_READ 期望在套接字上收到数据(即读准备好)时接到通知FD_WRITE 期望在套接字上可发送数据(即写准备好)时接到通知FD_OOB 期望在套接字上有带外数据到达时接到通知FD_ACCEPT 期望在套接字上有外来连接时接到通知FD_CONNECT 期望在套接字连接建立完成时接
18、到通知FD_CLOSE 期望在套接字关闭时接到通知例如:我们要在套接字读准备好或写准备好时接到通知,语句如下:rc=WSAAsyncSelect(s,hWnd,wMsg,FD_READ|FD_WRITE);如果我们需要注销对套接字网络事件的消息发送,只要将 lEvent 设置为0 。2、异步请求函数在 Berkeley Sockets 中请求服务是阻塞的,WINDOWS SICKETS 除了支持这一类函数外,还增加了相应的异步请求函数(WSAAsyncGetXByY();)。 3、阻塞处理方法WINDOWS SOCKETS 为了设计当一个应用程序的套接字调用处于阻塞时,能够放弃CPU让其它应用
19、程序运行,它在调用处于阻塞时便进入一个叫“HOOK”的例程,此例程负责接收和分配WINDOWS消息,使得其它应用程序仍然能够接收到自己的消息并取得控制权。WINDOWS 是非抢先的多任务环境,即若一个程序不主动放弃其控制权,别的程序就不能执行。因此在设计 WINDOWS SOCKETS 程序时,尽管系统支持阻塞操作,但还是反对程序员使用该操作。但由于 SUN 公司下的 Berkeley Sockets 的套接字默认操作是阻塞的,WINDOWS 作为移植的 SOCKETS 也不可避免对这个操作支持。在 WINDOWS SOCKETS 设计中,对于不能立即完成的阻塞操作做如下处理:DLL初始化循环
20、操作。在循环中,它发送任何 WINDOWS 消息,并检查这个 WINDOWS SOCKETS 调用是否完成,在必要时,它可以放弃CPU让其它应用程序执行(当然使用超线程的CPU就不会有这个麻烦了)。我们可以调用 WSACancelBlockingCall() 函数取消此阻塞操作。在 WINDOWS SOCKETS 中,有一个默认的阻塞处理例程 BlockingHook() 简单地获取并发送 WINDOWS 消息。如果要对复杂程序进行处理,WINDOWS SOCKETS 中还有WSASetBlockingHook() 提供用户安装自己的阻塞处理例程能力;与该函数相对应的则是 SWAUnhookB
21、lockingHook(),它用于删除先前安装的任何阻塞处理例程,并重新安装默认的处理例程。请注意,设计自己的阻塞处理例程时,除了函数WSACancelBlockingHook() 之外,它不能使用其它的 WINDOWS SOCKETS API 函数。在处理例程中调用 WSACancelBlockingHook()函数将取消处于阻塞的操作,它将结束阻塞循环。4、出错处理WINDOWS SOCKETS 为了和以后多线程环境(WINDOWS/UNIX)兼容,它提供了两个出错处理函数来获取和设置当前线程的最近错误号。(WSAGetLastEror()和WSASetLastError())5、启动与终
22、止使用函数 WSAStartup() 和 WSACleanup() 启动和终止套接字。第三章、网络通信模块分析3.1网络通信程序设计过程在调用了Windows sockets 的启动函数WSACleanup()之后才能进行其他的Socket系统调用,但启动函数WSAStartup()是为了建立与Windows Sockets DLL的连接,因此在VC+6.0所建立工程的工程设置中的连接的库模块必须进行设置,在其中的link栏内的对象/库模块中加入“Ws2_32.lib”,才能真正建立建立与Windows Sockets DLL的连接。其他的Socket系统调用包括创建Socket、将创建的So
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