《基于TCP协议的简单即时通信软件的设计与实现(含源文件).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于TCP协议的简单即时通信软件的设计与实现(含源文件).doc（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基于TCP协议的网络通信系统的设计与实现摘要:网络通信，由于其具有实时性、跨平台性、成本低、效率高等优点而受到广泛的使用.设计并实现一个能够处理多用户进行实时、安全的即时通信系统具有较强的现实意义。即时通信的底层通信是通过SOCKET套接字接口实现的。当前的主流UNIX系统和微软的WINDOWS系统都在内核提供了对SOCKET字接口的支持。使用这个统一的接口，可以编写一个可移植的TCP/IP通信程序。使信息能够在INTERNET上可靠的传输。 本文设计并实现了基于局域网内的简单即时通信系统，系统采用C/S模式，底层通信通过SOCKET套接字接口实现,服务器负责客户端的登录验证，好友信息的保存
2、和心跳报文的发送。客户端采用P2P方式实现消息传递，并能实现文件的传输。本文首先讨论了同步套接字，异步套接字，多线程并发执行任务等；然后阐述了客户端、服务器如何使用XML序列化的消息进行通信.关键词：即时通信;文件传输;套接字；TCP协议Abstract：Instantmessageshaveseveraladvantagessuchasreal-time，cross-platform，cheapandefficient。TodesignaMultiuserIM（instantmessage)architectureisveryimportantinboththeoryandrealism。I
3、nstantmessagebasedonTCP/IPprotocolthatisrealizedbysocketinterface。AlmostallUNIXoperationsystemsandMicrosoftswindowsoperationsystemsprovidesupportofsocketinthekernel。Usingtheuniforminterface,wecandevelopaportableprogramofTCP/IP，whichhelpustransferinformationinInternetsafelyandcredibly。Thesystemusesth
4、eclient/server（C/S）mode.Theservertakestheresponsibilityoftheloginmessageofclient,thesavingoffriendmessageandMessageheartbeat。ThetransmissionofthebasicmessagesofthecustomerendwillbedesignedonP2Parchitecture。ThisthesisexplainshowtheclientandservercommunicateviaserializingXMLmessage.Keywords:InstantMes
5、sage；FileTransfer；Socket；TCPprotocol 引言1.1课题背景 即时通信是一个终端连往一个即时通信网路的服务。即时通信不同于e-mail在于它的交谈是实时的。大部分的即时通信服务提供了presenceawareness的特性显示联络人名单,联络人是否在在线与能否与联络人交谈。 最早的即时通信软件是ICQ，ICQ是英文中Iseekyou的谐音,意思是我找你。四名以色列青年于1996年7月成立Mirabilis公司,并在11月份发布了最初的ICQ版本,在六个月内有85万用户注册使用. 在因特网上受欢迎的即时通信服务包含了MSNMessenger、AOLInstantM
6、essenger、Yahoo！Messenger、NETMessengerService、Jabber、ICQ与QQ。这些服务有赖于许多想法更久的（与普遍）的在线聊天媒介，如InternetRelayChat一样知名。 1970年代早期,一种更早的即时通信形式是柏拉图系统（PLATOsystem）。之后在1980年代,UNIX/Linux的交谈实时信息被广泛的使用于工程师与学术界,1990年代即时通信更跨越了因特网交流.1996年11月，ICQ是首个广泛被非UNIX/Linux使用者用于因特网的即时通信软件.在ICQ的介绍之后,同时在许多地方有一定数量的即时通信方式发展，且各式的即时通信程序有
7、独立的协议，无法彼此互通。这引导使用者同时执行两个以上的即时通信软件，或者他们可以使用支持多协议的终端软件，如Gaim、Trillian或Jabber。1。2国内外研究现状1.2.1国外研究现状当今，国际上对网络通信系统研究的较好的公司有，思科,Sun,Ms等公司，思科主要研究的是底层的传输；MS,Sun公司研究的是应用层。其中ms公司凭借其在操作系统的垄断地位，为了在网络的发展中取得先机，采用了各种各样的手段。但是，其捆绑的msn,无论从功能上，还是技术上来说，都不算是非常先进的。当然，ie，同样也不是很受人青睐,这让人想起了，当年的网景公司,网景只是生不逢时。MS不择手段的想打跨网景，可见
8、其对网络的重视。如今，Sun公司在网络应用上捷足先登，凭借着Java，Sun在网络的应用上领先于MS.微软，想用同样的办法搞跨对手,因此它拿出了Visualc，来对抗Java。这些都是在应用层面的开发工具。应用层上的产品就更显种类繁多。ICQ几乎是国际上通用的即时通信工具,由于在我国它的应用不是很广,所以，其原理也很少被介绍.msn，是MS的产品,同样在国内没什么市场，所以，对其原理，也很少被讨论过。至于ie，是在Visualc+下开发的产品，虽然有严重的安全隐患，不过，至少能在某种程度上代表当今国际研究的水平。此外，国际上最近出先了新的浏览器Firefox，其性能据说是远高于ie，也许在网络
9、的天下，Ms又有了更强劲的对手。1.2。2国内研究现状国内在应用层上的网络应用软件目前发展异常的火爆,因为我国有着网络应用的最大的市场,现在国内网络的基础性建设发展迅速,应用软件也层出不穷，其中,在游戏的领域中，网络通信的工作做的不错,如联众游戏平台,还有其他的一些平台，这些平台基本上都是基于VC+的，用的都是Socket通信，但是为了效率，这些平台没有用MFC提供的CSocket类，而是直接用Socket进行通信.所以效率上不错。此外，tencent的即时通信，也是做的很好的，从某中程度上来说，代表了国内最高的水平。1。3本课题的研究方法 本系统采用C/S(Client/Server)结构进
10、行设计,使用SQLServer2000构建数据库，并在。NET环境下使用VisualC。net语言和SOCKET套接字开发一个基于TCP协议的简单即时通信软件，实现简单的即时聊天，文件传输等功能.2相关技术介绍2。1。NET开发平台及C.NET开发语言 NET框架是Microsoft公司推出的一种全新的开发平台,提供了统一的、面向对象并且可以扩展的编程类库和完善的集成开发环境，大大简化了应用程序的开发过程,并且具有良好的移植性和安全性。 微软为了推行。NET战略，特别为。NET平台设计了一种语言C.C是由C和C+派生而来的一种“简单、流行、面向对象、类型安全”的程序设计语言，其综合了Visua
11、lbasic的高效率和C+的强大功能，然而更多的人感觉C更类似JAVA。2.2TCP协议2。2.1TCP/IP网络协议 协议是对等的网络实体之间通信的规则，可以简单地理解为网络上各计算机彼此交流的一种“语言”。网络通信协议设计的基本原则是层次化，层和协议的集合被称为网络体系结构.相邻层之间的接口定义了下层向上层提供的基本操作和服务,下层向上层提供的服务分两种形式：面向连接的服务和无连接的服务. 计算机网络中已经形成的网络体系结构主要有两个:OSI参考模型和TCP/IP参考模型。TCP/IP参考模型是因特网（Internet）的基础。和OSI的7层协议相比,TCP/IP协议只有4个层次。通常说的
12、TCP/IP是一组协议的总称，TCP/IP实际上是一个协议族，包括100多个相互关联的协议，其中IP（InternetProtocol，网际协议)是网络层最主要的协议;TCP（TransmissionControlProtocol，传输控制协议)和UDP（UserDatagramProtocol，用户数据报协议是传输层中最主要的协议），一般认为IP、TCP、UDP是最根本的三种协议，是其他协议的基础。2。2.2TCP-传输控制协议：面向连接的通信可以使用可靠通信,在这时候，第四层协议发送数据接收方的确认,如果未收到数据或者数据被损坏，则请求重新传输。TCP协议就使用这种可靠通信。使用TCP协议
13、的应用层协议包括HTTP、FTP、SMTP和Telnet等. 现在可以发送和接收消息了。接收消息后，总是返回ACK消息。如果在收到ACK之前发送方已经超时,则消息将被放到重发队列中以再次发送。 由于它的握手机制，所以TCP协议比较复杂并且费时,但此协议在处理数据时对数据包的传送有保障,从而使得在应用程序协议中不需要再包括该功能。2.3套接字 套接字这个术语并没有定义某个协议：它具有两层含义，但两者都与一个协议相关。第一个含义是套接字编程API，它最初由伯克利大学为BSDUNIX而创建。BSD套接字在经过修改后被用作Windows环境的编程接口(并且被命名为WinSock)。WinSockAPI
14、被包装在System.Net.sockets命名空间的.NET类中。WindowsSockets是一个独立于协议的编程接口，用于编写网络应用程序。2。4流2。4。1流的基本概念流的概念已经存在很长时间了.流是一个用于传输数据的对象。数据的传输有两个方向：1)如果数据从外部源传输到程序中,这就是读取流。 2）如果数据从程序传输到外部源,这就是写入流。外部源常常是一个文件，但也不完全都是文件，它还可以是: 1）网络,使用一定的网络协议与网络上其它计算机或终端交换数据。 2）一个指定的管道。 3）一块内存区域.2.5同步、异步、阻塞和非阻塞 同步（synchronous)：所谓同步方式，就是发送方发
15、送数据包以后，不等接受方响应，就接着发送下一个数据包. 异步(asynchronous）：异步方式就是当发送方发送一个数据包以后，一直等到接受方响应后，才接着发送下一个数据包。 阻塞（Block)：指执行此套接字的网络调用时，直到调用成功才返回，否则此套节字就一直阻塞在网络调用上,比如调用StreamReader类的Readlin(）方法读取网络缓冲区中的数据，如果调用的时候没有数据到达，那么此Readlin（）方法将一直挂在调用上，直到读到一些数据,此函数调用才返回. 非阻塞（Unblock）：指在执行此套接字的网络调用时，不管是否执行成功，都立即返回。同样调用StreamReader类的Readlin(）方法读取网络缓冲区中数据，不管是否读到数据都立即返回，而不
