綜合課程設計---基于socket的即時通訊系統(tǒng)

1、<p>　　信號與信息處理綜合應用課程設計</p><p><b>　　指 導 書</b></p><p><b>　　2011年6月</b></p><p><b>　　第一 設計要求</b></p><p><b>　　設計題目</b>&l

2、t;/p><p>　　基于Socket的即時通訊系統(tǒng)</p><p><b>　　設計目的</b></p><p>　　通過綜合課程設計，使學生能夠運用《數(shù)字信號處理》、《信號與系統(tǒng)》、《通信原理》、《面向對象的程序設計》、《計算機通信網(wǎng)》、《通信協(xié)議開發(fā)及應用》等課程的知識來設計一個基于Socket的即時通訊系統(tǒng)，培養(yǎng)學生的動手能力以及分析問題、

3、解決問題的能力。</p><p><b>　　設計要求</b></p><p><b>　　（一）基本要求</b></p><p>　　熟練掌握面向對象的程序設計方法；</p><p>　　實現(xiàn)點對點通訊，能進行文字對話傳輸，包括客戶端與服務器端；</p><p>　　能對系

4、統(tǒng)參數(shù)進行配置。</p><p><b>　?。ǘ┨岣咭?lt;/b></p><p>　　1、實現(xiàn)文件、圖片傳輸；</p><p>　　2、語音對話（兩人及兩人以上）；</p><p>　　3、友好的對話界面。</p><p><b>　　進度安排</b></p>

5、<p>　　2011年6月7（星期一）上午9：00開始 作課程設計動員和課程設計任務安排。</p><p>　　2011年6月7日下午， 為調研、收集資料階段?？梢缘綀D書館、書店或網(wǎng)絡上查閱相關資料，主要收集有關網(wǎng)絡編程的基本原理、方法等方面的資料，以及IP協(xié)議、ICMP協(xié)議文本。</p><p>　　2011年6月8日至2011年6月17日上午，編寫源程序、上機調試。&l

6、t;/p><p>　　2011年6月17日星期五下午（2：00）提交課程任務結題報告，并參加答辯（良、優(yōu)）。</p><p><b>　　設計提示</b></p><p><b>　　系統(tǒng)設計框圖</b></p><p>　　注：局域網(wǎng)中任一端點都可作為客戶端或服務器端。</p><

7、p><b>　　設計參考資料</b></p><p>　　TCP/IP網(wǎng)絡編程技巧</p><p><b>　　Windows編程</b></p><p>　　Microsoft Visual C++6.0從入門到精通</p><p>　　DELPHI 網(wǎng)絡編程</p><

8、p><b>　　計算機通信網(wǎng)基礎</b></p><p>　　綜合課程設計報告書要求</p><p><b>　　報告內容</b></p><p><b>　　設計目的。</b></p><p><b>　　設計內容。</b></p>

9、<p><b>　　設計要求。</b></p><p><b>　　設計原理。</b></p><p>　　軟件設計（附程序流程圖、源程序清單）。</p><p>　　調試過程（論述調試中所遇到的各種問題，以及解決這些問題的思路和過程）。</p><p>　　實驗結果分析（對設計的系統(tǒng)和運

10、行結果進行簡要分析）。</p><p><b>　　體會和建議。</b></p><p>　　參考文獻，參考文獻的標注注意一定要符合《科技論文標注國家標準》相關的規(guī)定。</p><p><b>　　第二 評分標準</b></p><p>　　課程設計的成績從以下４個方面進行考核：</p>

11、<p>　　紀律：由指導教師根據(jù)平時考勤、學習態(tài)度及是否遵守設計安排　</p><p><b>　　酌情評分；</b></p><p>　　答辯：由指導教師統(tǒng)一安排答辯時間及順序，根據(jù)設計內容及論　</p><p>　　文提問相關問題，根據(jù)學生的回答決定答辯成績；</p><p>　　實作：根據(jù)設計過程中，

12、由指導教師記錄的學生編程及調試的相</p><p>　　關情況，以及答辯時學生上機操作的情況進行評分；</p><p>　　論文：論文要求包括文獻綜述、開題報告、結題報告及附源程序</p><p>　　等內容，并對具體的格式及內容提出要求，根據(jù)學生完成論文的情況及內容給出相應成績。</p><p>　　其中紀律占２０％，答辯占４０％，實作占２

13、０％，論文占２０％。</p><p>　　按照百分比給出優(yōu)、良、中、及格、不及格五個等級。</p><p><b>　　第三 原理簡介</b></p><p>　　1 TCP/IP簡介</p><p>　　TCP/IP的歷史要追溯到70年代中期,當時ARPA為了實現(xiàn)異種網(wǎng)之間的互連(interconnection)與互通

14、(intercommunication),大力資助網(wǎng)間網(wǎng)技術的研究和開發(fā),于1977年到1979年推出目前形式的TCP/IP體系結構和協(xié)議規(guī)范.到今天,TCP/IP技術以及Internet網(wǎng)間網(wǎng)已經(jīng)為廣大計算機工作者,機算機廠商和機算機用戶所接受.據(jù)統(tǒng)計,到1990年,Internet以包含遍布歐美的五千個活動網(wǎng)絡,超過三十萬臺機算機.作為一種事實上的工標準,TCP/IP技術方興未艾.</p><p>　　2 T

15、CP/IP的網(wǎng)絡分層結構</p><p>　　對TCP/IP協(xié)議來說,TCP提供傳輸層服務,IP提供網(wǎng)絡層服務.TCP/IP協(xié)議組(或Internet協(xié)議組)的分層結構及其與OSI模型的對應關系如圖4所示.圖中有關協(xié)議的名稱及其基本含義如下:</p><p>　　(1) TCP.  為傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol).它是提供給用戶進程的

16、一個可靠的全雙工字節(jié)流的面向連接的協(xié)議.大多數(shù)Internet應用程序使用TCP.因為TCP使用IP,所以整個Internet協(xié)議組也常稱為TCP/IP協(xié)議組.</p><p>　　(2) UDP. 為用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (User Datagram Protocol).</p><p>　　(3) ICMP. 為網(wǎng)間報文控制協(xié)議 (Internet Control Message Proto

17、col).</p><p>　　(4) IP. 網(wǎng)間協(xié)議 (Internet Protocol). IP協(xié)議是為TCP,UDP和ICMP提供分組發(fā)送服務協(xié)議.</p><p>　　(5) ARP. 地址轉換協(xié)議.</p><p>　　(6) RARP. 反向地址轉換協(xié)議.</p><p>　　3 Socket編程界面</p>&

18、lt;p>　　(1) Socket 原理</p><p>　　Socket編程界面由4BSD UNIX首先提出,目的是解決網(wǎng)間網(wǎng)進程通信問題.Socket接口為進程間通信提供了一種新的手段,它不但能用于同一機器中的進程之間的通信,而且支持網(wǎng)絡通信功能.Socket具有類型,反應了對用戶透明的通信特性.</p><p>　　一個完整的Socket連接用一個相關描述:</p>

19、<p>　　{ 協(xié)議,本地地址,本地端口,遠地地址,遠地端口 }</p><p>　　Socket 是面向客戶-服務器模型而設計的,針對客戶和服務器程序提供不同的Socket系統(tǒng)調用.</p><p>　　(2) Socket系統(tǒng)調用</p><p>　　不管Socket內部機制如何,它提供給應用程序員的最終界面是一組系統(tǒng)功能調用.下面,我們一一給出重

20、要的Socket系統(tǒng)調用.</p><p>　　1. 創(chuàng)建 Socket ----- socket()</p><p><b>　　調用格式如下:</b></p><p>　　sockid = socket (af,type,protocol)</p><p>　　af : 地址族,指本socket所用地址類型.<

21、/p><p>　　type :  類型,指創(chuàng)建socket的應用程序所希望的通信服務器類型.</p><p>　　protocol : 協(xié)議,指本socket請求的協(xié)議.</p><p>　　2. 指定本地地址 ---- bind()調用</p><p>　　bind()將本地socket地址與所創(chuàng)建的socket聯(lián)系起來,即將本soc

22、ket地址賦予socket,以指定本地半相關.bind()的作用相當于給socket命名,調用格式為:</p><p>　　bind (sockid,localaddr,addrlen)</p><p>　　sockid : socket號.</p><p>　　localaddr : 本地socket地址.</p><p>　　addrle

23、n : 地址長度.</p><p>　　3. 建立socket連接 ---- connect () 與 accept ()調用</p><p>　　這兩個系統(tǒng)調用用于完成整個相關的建立.其中connect用于建立連接 .調用格為:</p><p>　　connect (sockid,destaddr,addrlen)</p><p>　　de

24、staddr : 指向對方socket地址(信宿地址)結構的指針.</p><p>　　accept : 用于面向連接的服務器,其調用格式為:</p><p>　　newsock = accept (sockid,clientaddr,paddrlen)</p><p>　　clientaddr : 指向客戶socket地址指針.</p><p&

25、gt;　　paddrlen : 客戶socket地址長度.</p><p>　　4. listen() 調用</p><p>　　此調用用于面向連接服務器,表明它愿意接收連接,listen()在accept()之前調用,格式為:　　 </p><p>　　listen (sockid,quelen)</p><p>　　quelen : 請求

26、隊列長度.</p><p>　　5. 發(fā)送數(shù)據(jù) ---- write(),writev(),send()與sendto(),sendmsg()</p><p>　　用于socket數(shù)據(jù)發(fā)送的系統(tǒng)調用一共有五個,其中三個,write(),writev()和send()用于面向連接傳輸,其余兩個用于無連接傳輸.面向連接的調用可以不指定信宿地址,而無連接的調用必須指定.假如無連接socket的雙

27、方均調用過connect(),可以認為是建立有連接的socket,也可以面向連接調用發(fā)送數(shù)據(jù).</p><p>　　三個面向連接調用三者的格式大致相同:</p><p>　　write (sockid,buff,bufflen) : 緩沖發(fā)送</p><p>　　writev (sockid,iovector,vectorlen) : 集中發(fā)送</p>

28、<p>　　send (sockid,buff,bufflen,flags) : 可控緩沖發(fā)送</p><p>　　其中buff指向發(fā)送緩沖區(qū)的指針,bufflen是發(fā)送緩沖區(qū)大小.</p><p>　　用于無連接數(shù)據(jù)發(fā)送的調用有兩個:</p><p>　　sendto (sockid,buff,bufflen,flags,dsadd,addrlen)&

29、lt;/p><p>　　sendmsg (sockid,message,flags):可控集中無連接發(fā)送.</p><p>　　6. 接收數(shù)據(jù) ---- read(),readv(),recv()與recvfrom(),recvmsg()</p><p>　　接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)系統(tǒng)調用是一一對應的,兩者參數(shù)的最大區(qū)別是,前者buffer是一個指針,其所指單元初值為欲讀數(shù)

30、據(jù)長度,調用后的值是實際讀出的值.</p><p>　　4 客戶--服務器模型的Socket實現(xiàn)框架</p><p>　　1)客戶--服務器模型時序圖</p><p>　　下圖是面向連接客戶--服務器模型的典型時序圖</p><p>　　服務器　　　　　　　　　　　　　　   客戶</p><p>

31、　　socket()　　　　　　　　　　　　　　  socket()</p><p>　　bind()　　　　　　　　　　　　　　　 bind()</p><p>　　listen()　　　　　　　　　　　　　　　　 </p><p>　　accept()　　 等待客戶連接請求　　　　　　 </p><p>　　阻塞 &#

32、160; <━━━━━━━━━━━━━━━ connect()</p><p>　　read() <━━━━━━━━━━━━━━━> write()</p><p>　　2)服務器socket地址的確定</p><p>　　在客戶--服務器模型中,所有的作用者都是客戶首先發(fā)起的(如連接請求,服務請求等),因此客戶必須要知道服務器socket地址,另