1、摘要摘要26目錄目錄1總體設計41.1基本協議的選取41.2通信終端介紹41.3面向連接的客戶端/服務器程序工作流程52用戶端設計62.1客戶端設計62.2服務器端設計113服務器端設計144運行結果244.1總服務器端244.2客戶端1254.3客戶端225總體設計1總體設計1.1基本協議的選取TCP和UDP協議屬于傳輸層協議,本實驗選擇的協議是TCP協議。UDP是面向無連接的通訊協議，UDP數據包括目的端口號和源端口號信息，由于通訊不需要連接，所以可以實現廣播發送。UDP通訊時不需要接收方確認，屬于不可靠的傳輸，可能會出現丟包現象，實際應用中要求程序員編程驗證。UDP與TCP位于同一層，但

2、它不管數據包的順序、錯誤或重發。欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因為UDP沒有建立初始化連接（也可以稱為握手）（因為在兩個系統間沒有虛電路），也就是說，與UDP相關的服務面臨著更大的危險。TCP是面向連接的通信協議，通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接，由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊。TCP提供的是一種可靠的數據流服務，采用“帶重傳的肯定確認”技術來實現傳輸的可靠性。TCP還采用一種稱為“滑動窗口”的方式進行流量控制，所謂窗口實際表示接收能力，用以限制發送方的發送速度。如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包，那么IP將把它們向上傳送到TCP層。TCP將包排序并進行錯誤

3、檢查，同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。TCP將它的信息送到更高層的應用程序，例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，設備驅動程序和物理介質，最后到接收方。所以使用面向連接的服務可以保證通信的可信度。本次實驗基于TCP/IP協議實現基本的聊天功能，包括注冊登錄，群聊及私聊。1.2通信終端介紹本聊天系統共分為三塊：Ø 總服務器l 監聽客戶端的連接請求l 提供注冊服務，驗證登錄請求l 發送在線狀態l 發送群聊、私聊消息Ø 本地客戶端l 發送

4、建立TCP連接請求操作l 發送注冊、登錄信息、退出請求l 發送群聊、私聊消息Ø 本地服務器l 用于接收總服務器端轉發的消息并顯示消息1.3面向連接的客戶端/服務器程序工作流程此程序客戶/服務器程序的工作流程可大致簡化為一下步驟： a) 服務器先用socket函數來建立一個套接字，用這個套接字完成通信的監聽。 b) 用bind函數來綁定一個端口號和IP地址。因為本地計算機可能有多個網址和IP，每一個IP和端口有多個端口。需要指定一個IP和端口進行監聽。 c) 服務器調用listen函數，使服務器的這個端口和IP處于監聽狀態，等

5、待客戶機的連接。 d) 客戶機用socket函數建立一個套接字，設定遠程IP和端口。 e) 客戶機調用connect函數連接遠程計算機指定的端口。 f) 服務器用accept函數來接受遠程計算機的連接，建立起與客戶機之間的通信。 g) 建立連接以后，客戶機用write函數向socket中寫入數據。也可以用read函數讀取服務器發送來的數據。 h) 服務器用read函數讀取客戶機發送來的數據，也可以用write函數來發送數據。 i) 完成通信以后，用close函數關閉socke

6、t連接。 用戶端設計2用戶端設計2.1客戶端設計#include<Winsock2.h>#include<iostream>#include<string>using namespace std;#pragma comment(lib,"WS2_32")#define iport 5050#define DATA_BUFFER 1024SOCKET sClient;struct sockaddr_in ser;char nickname20; /昵稱char password20; /密碼char isend_buf1024;c

7、har send_buf1024;char recv_buf1024;char user2020; /在線的人員int size=0; /在線的人數void log_register();void show_user()cout<<endl<<endl;cout<<"當前在線的人如下："<<endl;cout<<endl;cout<<"*"<<endl;for(int i=0;i<size;i+)cout<<"* "<<i

8、+1<<": "<<useri;if(strcmp(useri,nickname)=0)cout<<"(本人)"<<endl;elsecout<<endl;cout<<"*"<<endl;void get_user(char *c) /獲得所有在線的人員int i=0;int temp=0;while(i<strlen(c)while(ci!='40'&&i<strlen(c)i+;strncpy(users

9、ize,c+temp,i);usersizei-temp='0'size+;i+;temp=i;void private_group()cout<<"*"<<endl;cout<<"* 1、私聊 2、群聊 3、退出 *"<<endl;cout<<"*"<<endl;show_user(); /顯示在線人員cout<<endl;int choice;cout<<"輸入你的選擇："cin>>cho

10、ice;if (cin.fail()|(choice<1|choice>3)cin.clear();getchar();cout<<endl<<"輸入的選擇有誤，請重新選擇！"<<endl<<endl;system("pause");system("cls");private_group();if(choice=3)char infom50;strcpy(infom,"#$#");strcat(infom,nickname);strcat(infom,&q

11、uot;已下線!");send(sClient, infom, strlen(infom), 0);cout<<endl;system("pause");system("cls");log_register();if(choice=1)cout<<endl<<"你選擇的私聊對象（編號）："int p;cin>>p;char send_buf20;strcpy(send_buf,"#$prn");strcat(send_buf,userp-1);strcat(

12、send_buf," ");send(sClient, send_buf, strlen(send_buf), 0);recv(sClient, recv_buf, 1023, 0);if(strcmp(recv_buf,"現在可以發送私聊信息！")=0)cout<<endl;cout<<"*"<<endl;cout<<"* 當前為私聊模式！ *"<<endl;cout<<"*"<<endl<<end

13、l;elsecout<<endl<<"你選擇的私聊對象已下線！"<<endl<<endl;system("pause");system("cls");private_group();if(choice=2)cout<<endl;cout<<"*"<<endl;cout<<"* 當前為群聊模式！ *"<<endl;cout<<"*"<<endl&l

14、t;<endl;void log_register()cout<<"*"<<endl;cout<<"* 1、登錄 2、注冊 3、退出 *"<<endl;cout<<"*"<<endl;int choice;cout<<"輸入你的選擇："cin>>choice;if (cin.fail()|(choice<1|choice>3)cin.clear();getchar();cout<<endl&

15、lt;<"輸入的選擇有誤，請重新選擇！"<<endl<<endl;system("pause");system("cls");log_register();if(choice=3)cout<<endl;system("pause");exit(0);cout<<endl<<endl;cout<<"*"<<endl;cout<<"* 昵稱:"cin>>nicknam

16、e;cout<<"* 密碼:"cin>>password;cout<<"*"<<endl;char info50="昵稱:" strcat(info,nickname);strcat(info," 密碼:");strcat(info,password);char r_info50;/連接服務器sClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);connect(sClient,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(s

17、er);if(choice=1)strcpy(r_info,"#");strcat(r_info,info);send(sClient,r_info,strlen(r_info),0);recv(sClient,recv_buf,1023,0);int flag=0;if(strcmp(recv_buf,"請先注冊！")=0)cout<<endl<<"登錄失敗，請先注冊！"<<endl<<endl;flag=1;if(strcmp(recv_buf,"密碼輸入有誤！"

18、)=0)cout<<endl<<"密碼輸入有誤，請重新登錄！"<<endl<<endl;flag=1;if(strcmp(recv_buf,"該用戶已登錄，不可重復登錄！")=0)cout<<endl<<recv_buf<<endl<<endl;flag=1;if(strncmp(recv_buf,"成功登陸",8)=0)cout<<endl<<"登錄成功，可以參與聊天！"<<endl

19、<<endl;size=0;get_user(recv_buf+8);system("pause");system("cls");private_group();if(flag=1) /密碼輸入有誤，請重新登錄！cout<<endl;system("pause");system("cls");log_register();if(choice=2)strcpy(r_info,"$");strcat(r_info,info);send(sClient, r_info, siz

20、eof(r_info), 0);recv(sClient, recv_buf,1023, 0);if(strncmp(recv_buf,"注冊成功！",10)=0)cout<<endl<<"注冊成功，可以參與聊天！"<<endl<<endl;size=0;get_user(recv_buf+10);system("pause");system("cls");private_group();if(strcmp(recv_buf,"該用戶已注冊，請直接登錄！&q

21、uot;)=0)cout<<endl<<recv_buf<<endl<<endl;void connect_chat(char ip20)WSADATA wsaData;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)!=0)cout<<"Failed to load winSock."<<endl;return;/填寫要連接的服務器地址信息ser.sin_family=AF_INET;ser.sin_port=htons(iport);ser.sin_addr.s_a

22、ddr=inet_addr(ip);/建立客戶端流式套接口sClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sClient=INVALID_SOCKET)cout<<"socker()Failed:"<<WSAGetLastError<<endl;return;cout<<endl;log_register();char name420;while(1)for(int i=0;i<4;i+)strcpy(namei,nickname);cout<<nickname<<

23、;"："cin>>send_buf;strcpy(isend_buf,strcat(name0,"：");strcat(isend_buf,send_buf);if(strcmp(send_buf,"quit")=0)strcpy(isend_buf,strcat(name1,"已下線!");send(sClient,isend_buf,strlen(isend_buf),0);if(strcmp(send_buf,"quit")=0)cout<<endl;char te

24、mp50="0"recv(sClient,temp,49,0);size=0;get_user(temp);cout<<endl;system("pause");system("cls");private_group();closesocket(sClient);WSACleanup();system("pause");void main()cout<<"請輸入對方的IP地址："char ip20;cin>>ip;connect_chat(ip);2.2服務器

25、端設計#include<iostream>#include<winsock2.h>#include<list>using namespace std;#pragma comment(lib,"WS2_32")#define iport 5050void main()cout<<"-"<<endl;cout<<"Server waiting"<<endl;cout<<"-"<<endl;WSADATA wsaD

26、ata;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)cout<<"加載winsock失敗！"<<endl;return ;/建立服務器端監聽套接口SOCKET slisten,sAccept;slisten=socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); if(slisten=INVALID_SOCKET)cout<<"創建socket失敗！"<<endl;return ;/初始化監聽套接口地址信息sockaddr_in ser;ser.sin_fami

27、ly=AF_INET;ser.sin_port=htons(iport);ser.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/綁定套接口到本地if(bind(slisten,(sockaddr*)&ser, sizeof(sockaddr_in)=SOCKET_ERROR)cout<<"綁定失敗！"<<endl;return ;/ 使用監聽套接字進行監聽 int iRet = listen(slisten, FD_SETSIZE); /將套接口設置為非阻塞狀態unsigned long ulEnable=1;iRet=ioctls

28、ocket(slisten,FIONBIO,&ulEnable);if(iRet=SOCKET_ERROR)cout<<"設置非阻塞態失敗！"<<endl;return;fd_set fsListen; /fd_set為套字集合FD_ZERO(&fsListen); /FD_ZERO(*set)將集合set清空 fd_set fsRead; FD_ZERO(&fsRead); timeval tv;tv.tv_sec=1;tv.tv_usec=0;list<SOCKET> ls;int flag=0;while(1

29、)/ 接收來自客戶端的連接FD_SET(slisten, &fsListen);/FD_SET(s, *set)將套接字s加入到集合set中iRet=select(1, &fsListen, NULL, NULL, &tv); if(iRet > 0) sockaddr_in cli; int iLen = sizeof(sockaddr_in); sAccept=accept(slisten, (sockaddr*)&cli,&iLen);flag=1;ls.push_back(sAccept);if(sAccept=INVALID_SOCKET

30、)cout<<"接收失敗！"<<endl;exit(0);FD_ZERO(&fsRead); if(flag=1)FD_SET(sAccept, &fsRead); / 檢測集合中的套接字是否有數據可讀 iRet = select(1, &fsRead, NULL, NULL, &tv); if(iRet>0)char recv_buf1024="0"int iRecv=recv(sAccept,recv_buf,1023,0);cout<<recv_buf<<endl

31、;3服務器端設計#include<iostream>#include<winsock2.h>#include<sstream>#include<list>#include<fstream>#include<string>#include<map>using namespace std;#pragma comment(lib,"WS2_32")#define iport 5050stringstream ss;SOCKET slisten,sAccept;sockaddr_in ser;cha

32、r user2020; /在線用戶int size=0;map<string,string> name_ip;map<string,string> ip_name;map<SOCKET,string> socket_ip;map<string,SOCKET> ip_socket;map<string,bool> online; /用戶是否在線map<string,int> ip_kind; /1表示私聊，2表示群聊map<string,string> ip_ip; /兩個私聊對象的iptemplate <

33、typename out_type,typename in_type>void convert(in_type in,out_type &out)ss<<in;ss>>out;ss.clear();string input_to_file(char *c)fstream dataFile; /定義文件操作對象int i = 0;while (ci != '40')i+;dataFile.open("info.txt", ios:out|ios:app); /創建一個文件if (!dataFile) /檢查文件是否創建成功

34、cout << "error open" << endl;return ""dataFile << c << "n" / 向文件寫入數據dataFile.close();char NAME10;strncpy(NAME, c + 5, i - 5);NAMEi - 5 = '0'string temp = NAME;return temp + "已注冊本服務器"string search_file(char* c,int flag)ifstream d

35、ataFile("info.txt"); /定義文件操作對象string buffer;char name20;char password20;stringstream ss;char info_name20;int i = 0;while (ci != '40')i+;strncpy(info_name, c, i);info_namei = '0'char NAME10;strncpy(NAME, info_name + 5, strlen(info_name) - 5);NAMEstrlen(info_name) - 5 = '

36、0'string name_temp = NAME;while (getline(dataFile, buffer)ss.clear();ss.str(buffer);ss >> name >> password;if(strcmp(info_name, name) = 0 &&flag=0)return "該賬戶已注冊過！"if (strcmp(info_name, name) = 0 && buffer = c)return name_temp + "已上線！"if (strcmp(in

37、fo_name, name) = 0 && buffer != c)return "密碼輸入有誤！"dataFile.close();return "該用戶不存在！"char* getname(char* c)char name20;int i = 0;while (ci != '40')i+;strncpy(name, c, i);namei = '0'return name;void new_connect(string ip,char* recv_buf)sockaddr_in sa;char IP2

38、0;convert(ip,IP);if(ip_socketip=INVALID_SOCKET|ip_socketip=SOCKET_ERROR|ip_socketip=NULL)SOCKET st=socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); sa.sin_family=AF_INET;sa.sin_port=htons(iport);sa.sin_addr.s_addr=inet_addr(IP);if(connect(st,(sockaddr*)&sa,sizeof(sockaddr)=INVALID_SOCKET)cout<<"連接失敗！&

39、quot;<<endl;ip_socketip=st;send(st, recv_buf, strlen(recv_buf), 0); elsesend(ip_socketip, recv_buf, strlen(recv_buf), 0);void delete_user(char* name)int loc=-3;for(int i=0;i<size;i+)if(strcmp(name,useri)=0)loc=i;onlinename=0;break;if(loc!=-3)for(int i=0;i<size&&size>1;i+)strcp

40、y(useri,useri+1);size-;char* quit_mode(char* recv_buf,string ip,int mode,SOCKET sock)char user_online50;strcpy(user_online,"");for(int i=0;i<size;i+)strcat(user_online,useri);if(i!=size-1)strcat(user_online," ");int length=strlen(recv_buf);if(length>8)char temp10;char offli

41、ne_user20;strncpy(offline_user,recv_buf,length-7);offline_userlength-7='0'strncpy(temp,recv_buf+length-7,7);temp7='0'if (strcmp(temp, "已下線!") = 0) send(sock,user_online,strlen(user_online),0);cout<<user_online<<"hai"<<endl;ip_kindip=0;if(mode=0)s

42、trcat(offline_user,"已退出群聊！");else if(mode=1)strcat(offline_user,"已退出私聊！");return offline_user;elsereturn "#"elsereturn "#"void handler(char* recv_buf,SOCKET &sock,list<string> &ls,string ip)char info10;strncpy(info, recv_buf, 5);info5 = '0

43、9;char user_name20;if (strcmp(info, "$昵稱") = 0) /注冊strcpy(user_name,getname(recv_buf+6);string temp = search_file(recv_buf+1,0);if (temp = "該賬戶已注冊過！")send(sock, "該賬戶已注冊過！", 16, 0);new_connect(ip,"該賬戶已注冊過！");elsestring tip = input_to_file(recv_buf+1);cout <&

44、lt; tip << endl;strcpy(usersize,user_name);size+;ip_nameip=user_name;name_ipuser_name=ip;ip_kindip=2; /群聊onlineuser_name=1;char register_user50="注冊成功！"for(int i=0;i<size;i+)strcat(register_user,useri);if(i!=size-1)strcat(register_user," ");send(sock, register_user, strle

45、n(register_user), 0);new_connect(ip,"注冊成功！");else if (strcmp(info, "#昵稱") = 0) /登錄strcpy(user_name,getname(recv_buf+6);string temp = search_file(recv_buf+1,1);if (temp = "密碼輸入有誤！")send(sock, "密碼輸入有誤！", sizeof(temp), 0);new_connect(ip,"密碼輸入有誤！");else

46、if (temp = "該用戶不存在！")send(sock, "請先注冊！", sizeof(temp), 0);new_connect(ip,"請先注冊！");cout << "一用戶嘗試連入，但不存在該用戶！" << endl;elsestrcpy(usersize,user_name);size+;ip_nameip=user_name;name_ipuser_name=ip;ip_kindip=2; /群聊onlineuser_name=1;char register_user50

47、="成功登陸"for(int i=0;i<size;i+)strcat(register_user,useri);if(i!=size-1)strcat(register_user," ");send(sock, register_user, strlen(register_user), 0);new_connect(ip,"成功登陸");cout << temp << endl;else if (strcmp(info, "#$prn") = 0)strcpy(user_name,g

48、etname(recv_buf+5);if(onlineuser_name) /選擇私聊的對象在線send(sock, "現在可以發送私聊信息！", 40, 0);ip_kindip=1;ip_ipip=name_ipuser_name;elsesend(sock, "你選擇的私聊對象已下線！", 40, 0);else if (strcmp(info, "#$#") = 0) cout << recv_buf+5 << endl;strncpy(user_name,recv_buf+5,strlen(recv

49、_buf)-12);char i_t20;convert(ip,i_t);strcat(ip_t,i_t);*/ip_socketip=INVALID_SOCKET;user_namestrlen(recv_buf)-12='0'for(list<string>:iterator ite=ls.begin();ite!=ls.end();ite+)new_connect(*ite,recv_buf);ls.remove(ip);closesocket(sock);sock=INVALID_SOCKET;delete_user(user_name);elseif(ip

50、_kindip=1) /私聊char s_name20;string friend_ip=ip_ipip;convert(ip_namefriend_ip,s_name);char feedback50;strcpy(feedback,quit_mode(recv_buf,ip,1,sock);if(strcmp(feedback,"#")=1)strcpy(recv_buf,feedback);elsestrcat(recv_buf," (私聊");strcat(recv_buf,s_name);strcat(recv_buf,")"

51、;);cout << recv_buf << endl;char IP20;convert(friend_ip,IP);new_connect(ip,recv_buf);if(onlineip_namefriend_ip=1)new_connect(IP,recv_buf);elsechar feedback50;strcpy(feedback,quit_mode(recv_buf,ip,0,sock);if(strcmp(feedback,"#")=1)strcpy(recv_buf,feedback);for(list<string>

52、:iterator ite=ls.begin();ite!=ls.end();ite+)new_connect(*ite,recv_buf);cout<<recv_buf<<endl;void main()cout<<"-"<<endl;cout<<"Server waiting"<<endl;cout<<"-"<<endl;WSADATA wsaData;if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData)c

53、out<<"加載winsock失敗！"<<endl;return ;/建立服務器端監聽套接口slisten=socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); if(slisten=INVALID_SOCKET)cout<<"創建socket失敗！"<<endl;return ;/初始化監聽套接口地址信息ser.sin_family=AF_INET;ser.sin_port=htons(iport);ser.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/綁定套接口到本地if(bind(slisten,(sockaddr*)&ser, sizeof(sockaddr_in)=SOCKET_ERROR)cout<<"綁定失