实验三网络本协议编程实验指导书1.docx
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实验三网络本协议编程实验指导书1
实验三、传输层协议的简单应用
学习目标：
掌握套接字编程方法。
任务1：
编写程序实现单客户聊天室
步骤1.阅读下面的关于TCP编程的Java知识
TCP通信使用Scoket套接字实现。
套接字代表计算机之间网络连接的对象，它提供了很多方法实现计算机之间的网络通信。
下面介绍使用Scoket套接字实现网络通信的步骤。
⑴创建服务器端套接字
服务器端套接字是ServerSocket类的实例对象，用于实现服务器程序，ServerSocket类监视指定的端口，并建立客户端到服务器端套接字的连接，也就是负责客户端的呼叫任务。
ServerSocket类有很多常用构造方法，下面只介绍一种。
注意，服务器端所有的构造方法均需要处理IOExceptipon异常。
例如：
try{
ServerSocketss=newServerSocket（1880）;
//监听端口号为1880的端口,ss为服务器端套接字的对象
}catch（IOExceptione）
{//在此编写脚本处理输入输出异常
}
⑵创建客户端套接字
客户端端套接字是Socket类的实例对象，用于实现客户端程序。
Socket类常用构造方法很多，下面只介绍一种。
同样，客户端所有的构造方法均需要处理IOExceptipon异常。
try{
Socketmysocket=newSocket（"http:
//192.168.0.78",1880）;
//建立于IP地址为192.168.0.78，端口号为1880的服务器的连接
}catch（IOExceptione）
{//在此编写脚本处理输入输出异常
}
当客户端套接字连接建立后，一条服务器与客户端的通信线路就建立起来了。
⑶服务器端接受客户端请求
在服务器端利用其accept（）方法接收客户端的套接字连接请求。
例如，上面创建的服务器端套接字ss接受客户端请求，代码如下：
try{
mysocket=ss.accept（）;//ss为上面创建的服务器套接字对象，accept（）接收
}catch（IOExceptione）
{//在此编写脚本处理输入输出异常
}
⑷客户端发送和接收服务器
Socket类提供了getInputStream（）方法和getOutStream（）方法来接收和发送数据。
这两个方法分别返回InputStream和OutputSteam类对象。
为了便于读/写数据，可以在返回的输入/输出流对象上建立过滤流，如DataInputStream、DataOutputStream或PrintStream类对象，对于文本方式流对象，可以采用InputStreamReader和OutputStreamWriter、PrintWirter等处理。
步骤2：
配置Java程序运行环境变量
在桌面“我的电脑”图标上单击右键，选择“属性”菜单，将出现系统特性设置窗口，如图1所示。
图1系统特性设置窗口
在“高级”选项卡中单击“环境变量”按钮。
将出现“环境变量”设置窗口，如图2所示。
图2“环境变量”设置窗口
在“系统变量”列表框中选择“Path”，然后单击“编辑”按钮，在出现的“编辑系统变量”对话框中，在“变量值”栏的命令最前面添加“C:
\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_18\bin;”命令，如图3所示。
图3“编辑系统变量”Path对话框
用同样方法设置环境变量“classpath”，其值为“.;C:
\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_18\jre\lib\rt.jar;”命令，由于一般系统安装时没有classpath这个环境变量，所以要新建该环境变量，如图4所示。
图4“新建系统变量”Classpath对话框
设置完成后，单击“开始”/“所有程序”/“附件”/“命令提示符”打开DOS窗口，在命令提示符下输入“java”或“javac”，回车后，如果出现其用法参数提示信息，则表明安装配置成功，如图5所示。
图5MS-DOS中javac命令执行结果
测试自己的实验环境，如果输出结果不正确，则配置Java环境变量，且将配置过程写入实验报告。
步骤3.编写、编译和运行程序
将程序代码、编译和运行命令写入实验报告，且写出屏幕显示信息的执行过程。
步骤4.试着修改端口号。
试着修改程序中客户与服务器连接的端口号，重新编译和运行程序，观察程序运行结果，分析端口号的作用，写入实验报告。
步骤5.试着修改端口号。
两个同学一组，一个为服务端，一个为客户端，试着修改程序中客户与服务器的连接，重新编译和运行程序，观察程序运行结果，分析端口号的作用，写入实验报告。
客户：
importjava.io.*;
import.*;
publicclassXT2010414110{//客户类
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
try{
Socketzhaoguofang=newSocket（"192.168.71.79",4700）;
//向本机的4700端口发出客户请求
BufferedReadersin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter（zhaoguofang.getOutputStream（））;
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReaderis=newBufferedReader（newInputStreamReader（zhaoguofang.getInputStream（）））;
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
Stringreadline;
readline=sin.readLine（）;//从系统标准输入读入一字符串
while（!
readline.equals（"bye"））{
//若从标准输入读入的字符串为"bye"则停止循环
os.println（readline）;
//将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
os.flush（）;
//刷新输出流，使Server马上收到该字符串
System.out.println（"赵国防:
"+readline）;
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println（"闫浩:
"+is.readLine（））;
//从Server读入一字符串，并打印到标准输出上
readline=sin.readLine（）;//从系统标准输入读入一字符串
}//继续循环
os.close（）;//关闭Socket输出流
is.close（）;//关闭Socket输入流
zhaoguofang.close（）;//关闭Socket
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"Error"+e）;//出错，则打印出错信息
}
}
}
服务：
importjava.io.*;
import.*;
publicclassXT2010414113{//服务类
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
try{
ServerSocketserver=null;
try{
server=newServerSocket（4700）;
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"cannotlistento:
"+e）;
//出错，打印出错信息
}
Socketyanhao=null;
try{
yanhao=server.accept（）;
//使用accept（）阻塞等待客户请求，有客户
//请求到来则产生一个Socket对象，并继续执行
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"Error."+e）;
//出错，打印出错信息
}
Stringline;
BufferedReaderis=newBufferedReader（newInputStreamReader（yanhao.getInputStream（）））;
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter（yanhao.getOutputStream（））;
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReadersin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
System.out.println（"赵国防:
"+is.readLine（））;
//在标准输出上打印从客户端读入的字符串
line=sin.readLine（）;
//从标准输入读入一字符串
while（!
line.equals（"bye"））{
//如果该字符串为"bye"，则停止循环
os.println（line）;
//向客户端输出该字符串
os.flush（）;
//刷新输出流，使Client马上收到该字符串
System.out.println（"闫浩:
"+line）;
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println（"赵国防:
"+is.readLine（））;
//从Client读入一字符串，并打印到标准输出上
line=sin.readLine（）;
//从系统标准输入读入一字符串
}//继续循环
os.close（）;//关闭Socket输出流
is.close（）;//关闭Socket输入流
yanhao.close（）;//关闭Socket
server.close（）;//关闭ServerSocket
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"Error:
"+e）;
//出错，打印出错信息
}
}
}
任务2：
扩展任务，修改程序实现多客户聊天室
提示：
使用Java语言多线程技术。
参考资料：
（鉴于有的学生没有学过Java编程，所以老师给出例子代码，供学生参考）
例1：
一个简单的聊天室
客户端程序：
importjava.io.*;
import.*;
publicclassXT2010414110{//学生类
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
try{
Socketzhaoguofang=newSocket（"192.168.71.79",4700）;
//向本机的4700端口发出客户请求
BufferedReadersin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter（zhaoguofang.getOutputStream（））;
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReaderis=newBufferedReader（newInputStreamReader（zhaoguofang.getInputStream（）））;
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
Stringreadline;
readline=sin.readLine（）;//从系统标准输入读入一字符串
while（!
readline.equals（"bye"））{
//若从标准输入读入的字符串为"bye"则停止循环
os.println（readline）;
//将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
os.flush（）;
//刷新输出流，使Server马上收到该字符串
System.out.println（"赵国防:
"+readline）;
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println（"闫浩:
"+is.readLine（））;
//从Server读入一字符串，并打印到标准输出上
readline=sin.readLine（）;//从系统标准输入读入一字符串
}//继续循环
os.close（）;//关闭Socket输出流
is.close（）;//关闭Socket输入流
zhaoguofang.close（）;//关闭Socket
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"Error"+e）;//出错，则打印出错信息
}
}
}
服务器端程序：
importjava.io.*;
import.*;
publicclass2010414113{//服务类
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
try{
ServerSocketserver=null;
try{
server=newServerSocket（4700）;
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"cannotlistento:
"+e）;
//出错，打印出错信息
}
Socketyanhao=null;
try{
yanhao=server.accept（）;
//使用accept（）阻塞等待客户请求，有客户
//请求到来则产生一个Socket对象，并继续执行
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"Error."+e）;
//出错，打印出错信息
}
Stringline;
BufferedReaderis=newBufferedReader（newInputStreamReader（yanhao.getInputStream（）））;
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriteros=newPrintWriter（yanhao.getOutputStream（））;
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReadersin=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
System.out.println（"赵国防:
"+is.readLine（））;
//在标准输出上打印从客户端读入的字符串
line=sin.readLine（）;
//从标准输入读入一字符串
while（!
line.equals（"bye"））{
//如果该字符串为"bye"，则停止循环
os.println（line）;
//向客户端输出该字符串
os.flush（）;
//刷新输出流，使Client马上收到该字符串
System.out.println（"闫浩:
"+line）;
//在系统标准输出上打印读入的字符串
System.out.println（"赵国防:
"+is.readLine（））;
//从Client读入一字符串，并打印到标准输出上
line=sin.readLine（）;
//从系统标准输入读入一字符串
}//继续循环
os.close（）;//关闭Socket输出流
is.close（）;//关闭Socket输入流
yanhao.close（）;//关闭Socket
server.close（）;//关闭ServerSocket
}catch（Exceptione）{
System.out.println（"Error:
"+e）;
//出错，打印出错信息
}
}
}
例2：
多客户聊天室。
客户端端程序：
import.*;
importjava.io.*;
publicclassStudent1{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
Socketserver=newSocket（"localhost",4700）;
//向本机的4700端口发出客户请求
BufferedReaderin=newBufferedReader（newInputStreamReader（server.getInputStream（）））;
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriterout=newPrintWriter（server.getOutputStream（））;
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
BufferedReaderbr=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;
//由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
while（true）{
Stringstr=br.readLine（）;
//从系统标准输入读入一字符串
out.println（str）;
//将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
out.flush（）;
//刷新输出流，使Server马上收到该字符串
if（str.equals（"bye"））{
//若从标准输入读入的字符串为"bye"则停止循环
break;
}
System.out.println（in.readLine（））;
//从Server读入一字符串，并打印到标准输出上
}
server.close（）;
//关闭Socket
}
}
服务器端程序：
import.*;
importjava.io.*;
publicclassTeacherextendsThread{//多线程
privateSocketsocket;
publicTeacher（Socketsocket）{
this.socket=socket;
}
publicvoidrun（）{//线程主体
try{
BufferedReaderin=newBufferedReader（newInputStreamReader（socket.getInputStream（）））;
//由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
PrintWriterout=newPrintWriter（socket.getOutputStream（））;
//由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
while（true）{
Stringstr=in.readLine（）;
System.out.println（"学生说：
"+str）;
//在标准输出上打印从客户端读入的字符串
out.println（"学生:
"+str）;
//向客户端输出该字符串
out.flush（）;
//刷新输出流，使Client马上收到该字符串
if（str.equals（"bye"））
break;
}
}
catch（IOExceptione）{
System.out.println（e.getMessage（））;
//出错，打印出错信息
}
}
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsIOException{
ServerSocketserver=newServerSocket（4700）;
//创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
while（true）{
Sockets=server.accept（）;
//使用accept（）阻塞等待客户请求，有客户请求到来则产生一个Socket对象，并继续执行
newTeacher（s）.start（）;
}
}
}
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