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聊天程序实验报告

桂林电子科技大学

计算机网络C实验报告

实验名称聊天程序的设计

电子工程与自动化系测控技术与仪器专业

辅导员

成绩签名

14008104班第实验小组

作者张业标学号1400810427

同作者

实验日期2016年12月日

辅导员意见

【实验目的】

1、熟悉VisualC++的基本操作；

2、基本了解基于对话框的windows应用程序的编写过程；

3、对于WindowsSocket编程建立初步概念，并实现聊天程序的编写。

【实验要求】

1、能编写基于对话框的windows应用程序；

2、能用VisualC++中的MFCCSocket类，实现网络传输数据；

3、制作实用的局域网一对一聊天程序；

【实验原理】

一、WindowsSocket和套接口的基本概念

网际协议（InternetProtocol，IP）是一种用于互联网的网络协议，已广为人知。

它可以

广泛用于大多数计算机操作系统上，也可用于大多数局域网LAN（比如小型办公网络，小型

宿舍网络）和广域网WAN（例如互联网）。

从它的设计来看，IP是一个无连接的协议，并不能保证数据投递万无一失。

两个上层协议（TCP和UDP）依赖IP协议进行数据通信。

如果希望在MicrosoftWindows下通过TCP和UDP协议建立网络应用程序，则需要使用

Winsock套接口编程技术。

套接口，就是指向传输提供者的句柄。

Win32中，套接口不同于文件描述符，所以它

是一个独立的类型SOCKETWindowsSocket描述并定义了一个MicrosoftWindows的网

络编程界面，它是从UnixSocket的基础上发展而来的，为WindowsTCP/IP提供了一个BSD

型的套接字规范，除与4.3BSDUnixSocket完全兼容外，还包括一个扩充文件，通过一组附加的API实现Windows式（即事件驱动）的编程风格；而Winsock则是在MicrosoftWindows中进行网络应用程序设计的接口。

Windows在Internet支配域中的TCP/IP协议定义了Winsock

网络编程规范，融入了许多新特点。

使用Socket的目的是使用户在网络协议上工作而不必

Socket

对该网络协议有非常深入的了解。

此外，编写的程序还可被迅速地移植到任何支持

的网络系统中去。

Winsock提供了一种可为指定传输协议打开、计算和关闭会话的能力。

在Windows下，TCP/IP上层模型在很大程度上与用户的Winsock应用有关；换言之，用户的Winsock应用控制了会话的方方面面，必要时，还会根据程序的需要格式化数据。

套接口有三种类型：

流式套接口、数据报套接口及原始套接口。

流式套接口定义了一种可靠的面向连接的服务（利用TCP协议），实现了无差错无重复

的顺序数据传输。

数据报套接口定义了一种无连接的服务（UDP）,数据通过相互独立的报

文进行传输，是无序的，并且不保证可靠和无差错。

原始套接口允许对低层协议如IP和ICMP

直接访问，主要用于新的网络协议实现的测试等。

无连接服务器一般都是面向事务处理，一个请求、一个应答就完成了客户程序与服务

程序之间的相互作用。

套接口工作过程如下：

服务器启动，通过调用socket（）建立一个套接口，然后调用bind（）将该套接口和本地网络地址联系在一起，再调用accept（）来接收连接。

客户在建立套接口后

调用connect（）和服务器建立连接。

连接一旦建立，客户机和服务器之间就可以通过调用

read（）和write（）来发送和接受数据。

最后，待数据传送结束后，双方调用close（）关闭套接口。

在网络编程中，掌握端口的概念十分重要。

端口：

基于TCP/IP协议的网络中，计算机

都分配有一个IP地址，用一个32位二进制数来表示，正式的称呼是“Ipv4地址”。

客户机

需要通过TCP或UDP和服务器通信时，必须指定服务器的IP地址和服务端口号。

另外，服

从本质上说，端口可分为3类：

“已知”端口、已注册端口、动态和（或）私用端口。

（1）“已知”端口0〜1023，由IANA控制，是在UNIX中为固定服务保留的。

（2）已注册的端口1024〜49151，由IANA列出来的，供普通用户的普通用户进程或程序使用。

（3）动态和（或）私用端口49152〜65535.

普通用户应选择1024〜49151之间的已注册端口，从而避免端口号已被另一个应用或系统服务所用。

此外，49152〜65535间的端口可自由使用，因为IANA在这些端口上没有注

册服务。

、MFC对Socket编程的封装类简介

MicrosoftWindowsClassLibrary（MFC）中提供了较高级圭寸装的类来实现网络通信。

图

4-1给出了CSocket类的继承关系。

CObject

CAsyncSocket

CSocket

图4-1

CAsyncSocket类圭寸装了WindowsSocketsAPI函数，提供了较低层的与WindowsSockets对话接口，一般适用于有相当水平的网络编程者使用，可方便地进行低层的网络事件通知及

信息回叫控制等操作。

CSocket类派生于CAsyncSocket,它继承了父类中一些常用易懂的WindowsSocketsAPI

函数，并对CAsyncSocket中低层的较难控制的一些API函数或成员函数进行了处理，使得网

络传输简捷易用，同时它支持模块化的后台信息处理，解决了CAsyncScoket中较难克服的多

线程处理。

下面介绍用VisualC++在windows中实现Socket类型成员函数（这些成员函数实际上是从CAsyncSocket类继承来的）。

成员函数和参数说明：

（1）BOOLCreate（UNITnsocketPort=0,intnSocketType=SOCK_STREAM,onglEvent=

lpszSocketAddress=NULL）

该函数用来建立Socket,如果函数成功，则返回非零值；否则返回值为0。

其中：

nSocketPort:

为所选择的socket端口，一般要大于1023，如果该参数为0，则由系统选定一端口，默认值0。

nSocketType：

为套接字类型——SOCK_STREAM^SOCK_DGRAMSOCK_STREAM表示为流套接字（本实验使用基于TCP连接的流套接字编程），SOCK_DGRAM表示为数据报套接字，默认值为SOCK_STREAM

lEvent:

标识该Socket要完成哪种工作，默认值为FD_READ|FD_WRITE|FD_OOB|

FD_ACCEPT|FD_CONNECT|FD_CLOSE

lpszSocketAddress：

一个指向字符串的指针，该字符串包含了被连接套接口的网络地址。

一个带点的数据，如“128.56.22.8”默认值为NULL。

注意：

CSocket中，WinsockAPI的初始化（socket）和绑定（bind）两部分工作都完成了。

（2）BOOLListen（intnConnectionBacklog=5）

该函数的作用是等待Socket请求，如果调用成功，则返回非零值；否则返回值为0。

Listen仅对那些支持连接的套接字起作用，也就是SOCK_STREA啖型的套接字。

在进程应答连接

并把它放到等待队列时，套接字被置成被动模式（passivemode）。

本函数一般由那些一次可

以用多个连接的服务器使用（或任何需要接受连接的应用）。

nConnectionBacklog:

表示等待队列的长度，默认值为最大值5，有效值为1〜5。

（3）BOOLConnect（LPCTSTRlpszHostAddress,UINTnHostPort）

该函数的作用是提出连接请求。

其中：

lpszHostAddress:

对象连接的套接字的网络地址、机器名，女口ftp.sjtu.edu.dn，或以句点

分隔的数字，如“211.80.43.100”

nHostPort:

为接受请求进程的网络地址和Socket端口号。

注意：

Connect函数还有另一个版本：

BOOLConnect（constSOCKADDR*lpSockAddr,int

nSockAddrLen）;具体用法可以参阅MSDNLibrary中关于CAnyscSocket类的阐述。

（4）virtualvoidClose（）

该函数的作用是关闭该Socketo

三、利用CSocket进行传输的辅助类简介

1、CSocketFile类

CSocketFile继承自CFile类，用在基于WindowsSocket的网络上传输数据。

首先，将一

个建立连接的CSocket对象实例作为参数进行初始化，然后，将已经初始化的CSocket对象

连接到CArchive对象上，接着将数据串行化，以使用MFC系列来简化发送和接受数据，最

终实现利用网络的Socket传输和本机上的流传输一样简单。

成员函数：

CSocketFile用到的成员函数只有构造函数。

CSocketFile：

CSocketFile（CSocket*pSocket,BOOLbArchiveCompatible=true）;其中：

pSocket:

连接到CSocketFile对象的套接口。

bArchiveCompatible:

指示该文件对象是否与一个CArchive对象一起使用。

只有当希望

在单机方式下来使用这个CSocketFile对象时，才传递FALSE因为仅有CSocketFile类实例本

身没有什么意义，所以通常将其置为TRUE

说明：

此成员函数用来构造一个CSocketFile对象。

当此对象超出范围或被删除时，它

的析构函数将使它自己从插槽对象上分离。

注意：

一个CSocketFile对象也可以在没有CAchive对象的情况下作为一个（受限制的）文件来使用。

缺省情况下，CSocketFile构造函数的bArchiceCompatible参数是TRUE它表明此文件对象与一个档案一起使用。

要在没有档案的情况下使用该文件对象，则给bArchiceCompatible参数传递FALSE在“档案兼容”模式下，一个CSocketFile对象可以提供更好的表现，并减少出现“死锁”的几率。

2、CArchive类

CAchive类没有基类。

CArchive允许以永久二进制（通常为磁盘存储）的形式保存一个

对象的复杂网络，它可以从永久存储中装载对象，并在内存中重新构造它们。

使数据永久保

留的过程就叫做“串行化”。

一般可以把一个CArchive对象看作一个二进制流，可以将它和输入流iostream类的用法进行比较。

CArchive对象一般和一个文件类关联（CFile类或

CSocketFile类）。

输入输出流是加工处理ASCII字符，而CArchive类的用处是高效、无冗余地

处理二进制数据。

在CArchive类中，重载了提取（>>）和插入（<<）运算符，它是方便的归档编程接口，主要支持CObject派生类。

四、MFCCSocket类的通信流程

使用CSocket类进行网络二进制数据通信的连接流程，如下表所示:

服务器端

注释

客户端

CSocketmserver

构造一个socket对象

CSocketmclient;

m_server.creat（nport）

创建socket

m_client.creat（nport）;

m_server.listen（）;

听等连接

与服务器

建立连接

m_client.connect（straddr,nport）;

此时阻塞，等待服务器端监听。

CSocketm_receive;

m_server.accept（m_receive）;

此时阻塞，等待客户机连接

构造新的socket对象用

以接受客户端的连接

CSocketFilefile（&m_server）

构造一文件对象

CSocketFilefile（&m_server）;

CArchivearin（&file,CAchive:

load）;

CArchivearout（&file,CAchive:

store）;

构造流对象

CArchivearin（&file,CArchive:

load）;

CArchivearout（&file,CArchive:

store）;

arin>>value;arout<

用流进行数据的传输概

念和cin,cout相似

arin>>value;arout<

注意事项：

利用CArchive类进行网络数据传输的操作固然方便直观，但是如果编写的

程序是和别人的程序进行通信的话，就要注意对方的程序是否也使用了CArchive类，否则

会造成数据相互不能识别。

五、使用CSocket类的同步问题和解决方法

有了上面的理论基础，就可以自己设计实现网络通信了。

可以做到基于阻塞发送和接受二进制数据。

例如：

可以Client端发送数据，Server端接收数据：

Server端:

m_receive（void*lpBuf,intnBufLen,intnFlags=0）；

Clietn端:

m_client（constvoid*lpBuf,intnBufLen,intnFlags=0）;

接着我们再分析一下各个类中提到的常用方法的同步特性：

Listen（•••.）:

执行后无论有无连接，立即返回。

Connect（…）：

如果服务器端有端口正在监听，则立即成功返回，如果没有，则过几秒钟后将显示无法连接。

Accept（-•）：

Listen函数返回后可以执行此函数，但是此函数是基于阻塞的，只要客户机connect连接并且端口正确，则立即成功返回并建立连接；若迟迟监听不到连接，则不

断阻塞，直到连接成功或者强行关闭。

Send（…）：

调用后就将数据保存在socket缓冲区中，立即返回。

Receive（…）:

和Accept一样的阻塞，直到能从socket缓冲区成功读取到nBufLen长度的数据。

按照上述分析，读者可能会考虑这样的两个问题：

（1）监听的时候，如果客户端迟迟没有连接，则监听方执行到Accept则阻塞不能相应。

（2）在用Receive接受数据时，若迟迟得不到发送的数据，也阻塞不能响应。

显然，带有这两个问题的软件是不能被接受的。

CSocket类里的OnReceive和OnAccept

消息处理函数（继承自CAsyncSocket类）可以解决上述两个问题，其原理是：

（1）OnAccept（）:

Listen过后，若监听到客户机有连接，则产生消息调用OnAccept（）,

一般可以在此函数里面调用Accept便可避免监听时的阻塞。

virturalvoidOnAccept（intnErrorCode）:

nErrorCode为套接字上最近的错误代码，此成员

函数可用的错误代码有：

函数成功地执行并返回。

WSAENETDOWNWindowsSocket检测到网络系统故障。

说明由框架调用，通知监听套接字现在可以调用Accept成员函数来接收挂起的连接请求（有connect请求进入）。

（2）OnReceive（）:

建立连接后，若检测到Socket缓冲区里有数据到达，便自动调用

OnReceive（），在此函数里面使用Receive接收就可避免接受数据的阻塞。

virturalvoidOnReceive（intnErrorCode）:

nErrorCode为套接字上最近的错误代码，此成员函数可用的错误代码有：

函数成功地执行并返回。

WSAENETDOWNWindowsSocket检测到网络系统故障。

说明由框架调用，通知套接字缓冲区中有数据，可以调用成员函数Receive取出。

【实验内容与步骤】

在上述实验原理的基础上，以点对点通信的聊天程序为例实现网络通信，客户机/服务

器模式是socket点对点网络程序的典型模式。

使用的面向连接的TCP连接套接字是MFC的

典型方式。

其实现步骤为：

1、创建两个对话框程序，分别为服务器端和客户端；

2、启动服务器端程序；

3、创建套接字后等待客户的连接；

4、客户启动，创建套接字，然后和服务器连接；

5、连接建立后，客户机和服务器可以通过建立的套接字连接进行信息通信。

聊天工具设计

目的、需求

r甲精

r■户曲

沽'rrf

Erik

複逢IS1

it方洋®

SMC

IT壬记吉

.•:

i-.

*仝记杲

■E岀较杵

Edta

1、建立MFC工程

2、插入对话框

右侧对话框，左侧工具栏

一、设计对话框界面

1•设置对话框属性2、静态文本控件3•编辑控件3.组框4•单选框5•复选框6•列表框7•组

合框

PS:

更改控件的ID号和标题

■、为设计好的对话框添加类

（为对话框添加相应的类才能使用对话框）

CChatDIg，类名的第一个C字母代表一个"类（class）

flnivrXEvents

□古帰空Into

AddCJd^s,,

DeFelcrunctiuu

Metistiutfs；

tditCode

clhoc

dklj

Memberfunctions：

DoDatatxchinge

Description：

CnncRl

V.FC匚lassWizard

AotnmMinn

fldiurXFv^nfs

□購Into

AddClass.

BindAll

Description：

Cnncel

dkrlklj

CfiicWindowRectCreateDeiWindowPracDBEtrcyWindowDoDataExchsnqe

DoModalGHStrolllBarClrl

iAddVariable..'IIrhe匕巴3

DeleteVdiidUl

inctum

IDCZEOIT2IDCEDITHIDCZCOITb闾ia

Classname中出现CChartDIg,表明类已经添加成功

AddFunction

3、为对话框中的控件添加变量

接步骤

（2），开始：

点击MemberVariables选项卡，表中列出ID控件

MAmh^rViri4hlfi>AuinmMir>n

fwq

IDAPPABOUT

JptiaieCfflumne

Ernjenrprogramctial

r—=—=

MFCClassVt/izard

Class

|CChatUIg-

CIjiss耐皿尺

|CChatUIg-

CChatni

（CChirDiia

y||WIcHai&

Wpmgrrtmcfwit-Mircc-isor?

HlFileE.ditViewtn&etlPi

4、为所有控件添加变量如图所示:

MFCCh«Wlj^rd

MapsMemberVariablesMtomMionActiveXEventsCla€GInfo

Pro|ect

Classnanne：

AddClisi

|pio（|r3（nch3l

二］CChalOlg

F：

l,.4prvgramcbdlWhatDIgJi・F：

t.Aprogramdiai^ChatDIyxpp

AildV^rifl

ConkvlIDs；

Type

Mrrnhirr

DeleteV«

kslj

CBuUan

mkslj

l）zt

CSiring

IDIj理

UpdateCq

It"

CStfng

CniiHon

m_lx

Bindi

财

CBvUan

m_qkjl

rj^m

^Button

mrj^rn

£7

CRunon

mS7

tcrj

CBuHon

m_tcrj

—

Mail

CButlon

inxsjl

xxnr

CStllnq

mKKnr

CSlrliiu

in_&

Dcauiptiori：

CStringwithIcngitivalidEdon

M^^imurriChsracter^;

澤program监k"-5CAfeu^Di^m-«■■：

CCh^CJlg

■cchiimigicwv锵DqDnlaLMJcIi-Bi

*mdhocdkdMIFnnfits

0nn_ks4i严rti」|wl

•mlx

审m_nr

*心啊

令呵—愉|wmM|lr/nnvxnr

叶■:

CChlldiFianic

14HCLliihniFrHimfr

I-H:

CPrcigrsnMchsUipnB1CPfugfdmthalDB対■T聘Pm#*"砸ir；h冲fVt亡i±_Globals

口亠誉口咱…月Filr

5、控件变量的意义:

6、CChatDIg.cpp文件中对成员函数变量进行初始化

CChatDlg:

CChatDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）:

CDialog（CChatDlg:

IDD,pParent）

{

〃{{AFX_DATA_INIT（CChatDlg）m_computer=_T（""）;

m_connect=_T（""）;

m_example=_T（""）;

m_ip=_T（””）；

m」pport=_T（""）;m_message=_T（""）;m_otherview=_T（""）;

m_port=_T（""）;m_recordvew=_T（""）;

m_serve=-1;//}}AFX_DATA_INIT

}

三、为组合框和列表框添加初始化内容

OnlnitDialog（）函数，初始化内容在OnlnitDialog（）函数中添加。

1.因为OnlnitDialog（）函数是VM」NITDIALOG消息的响应函数，所以我们使用添加消息响应函数的方法添加On

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