基于TCP局域网聊天程序研究设计.docx
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基于TCP局域网聊天程序研究设计
1．1系统设计要求：
1．
2．
3．
1．2系统原理框图
本次课程设计的原理框图如图1.1所示：
图1.1系统原理框图
1．3系统设计原理
局域网聊天程序的实现主要为局域网内的计算机提供交流的平台。
完成一个基于服务器和客户端的局域网通讯软件，类似于聊天室，可进行注册、登录、系统信息记录、聊天等功能。
用户容易使用，便于管理。
第二章系统设计理论基础
2.1TCP/IP协议
TCP/IP协议的核心部分是传输层协议（TCP、UDP），网络层协议（IP）和物理接口层，这三层通常是在操作系统内核中设计。
因此用户一般不涉及。
TCP是面向连接的，通信双方保持一条通路，好比目前的电话线，使用telnet登陆BBS，用的就是TCP协议；UDP是无连接的，通信双方都不保持对方的状态，浏览器访问Internet时使用的HTTP协议就是基于UDP协议的。
编程时，编程界面有两种形式：
一、是由内核心直接提供的系统调用；二、使用以库函数方式提供的各种函数。
前者为核内设计，后者为核外设计。
用户服务要通过核外的应用程序才能设计，所以要使用套接字（socket）来设计。
2.2客户机/服务器模式
C/S结构（Client/Server结构）是大家熟知的客户机和服务器结构。
它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。
目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。
这也就是目前应用系统的发展方向。
首先服务器方要启动，并根据请求提供相应服务：
（1）打开一通信通道并告知本地主机，它在某一公认地址端口上（如http为80）接受客户请求。
（2）等待客户请求到达该端口。
（3）接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号。
接收并发服务请求，要激活一新进程来处理这个客户请求。
新进程处理此客户请求，并不需要对其他请求做出应答。
服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。
（4）返回第二步，等待另外的客户请求
（5）关闭服务器。
客户方：
（1）打开一通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口。
（2）向服务器发出服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求。
（3）请求结束后关闭通信通道并终止。
从上面的描述过程可知：
（1）客户与服务器进程的作用是非对称的。
因此编码不同。
（2）服务进程一般是先于客户请求启动的。
只要系统运行，该进程一直存在，直到正常终止或者强迫终止。
在TCP/IP网络中两个进程间的相互作用的主机模式是客户机/服务器模式（Client/Servermodel）。
该模式的建立基于以下两点：
1、非对等作用；2、通信完全是异步的。
2.3Socket
socket之间的连接可以分为三种类型：
客户端连接，监听连接以及服务器端连接。
客户端连接是指由客户端的socket提出连接请求，要连接的目标是服务器端的socket。
为此，客户端的socket必须首先描述它要连接的服务器端socket（主要是指服务器端socket的地址和端口号），然后再定位所要连接的服务器端socket，找到以后，就向服务器端socket请求连接。
当然，服务器端的socket此时未必正好处于准备好状态，不过，服务器端的socket会自动维护客户请求连接的队列，然后在它认为合适的时候向客户端socket发出"允许连接"（accept）的信号，这时客户端socket与服务器端socket的连接就建立了。
监听连接，服务器端socket并不定位具体的客户端socket，而是处于等待连接的状态。
当服务器端socket监听到或者说接收到客户端socket的连接请求，它就响应客户端socket的请求建立一个新的socket句柄并与客户端连接，而服务器端socket继续处于监听状态，还可以接收其它客户端socket的连接请求。
服务器端连接，是指当服务器端socket接收到客户端socket的连接请求后，就把服务器端socket的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，连接就建立了。
在本文中的聊天程序用的就是监听连接，即服务器设置连接个数后进行监听，客户端进行对服务器端的连接，这样就可以进行相互通信了。
第三章系统设计
3.1系统设计目标
局域网聊天程序的设计目标为一个高性能的，易于使用的，面向局域网的即时信息软件。
最终的程序应具有如下功能:
（1）客户端使用简便，服务器端运行稳定。
客户端与服务器端可运行在多种系统平台，具有良好的兼容性能。
（2）客户端与服务器端功能独立，可独立运行在不同的计算机上或运行在同一台计算机上,具有最大的灵活性。
（3）能够进行注册，设置自己的用户名和密码，自动更新其他用户的名单。
（4）选择特定用户并与其交谈，还可以向在所有在线的用户发送消息。
3.2客户端设计
客户端设计界面图为：
图3.1聊天客户端界面图
从聊天客户端界面图知道设计步骤为：
添加一个客户端socket控件（ClientSocket）到form中使之成为一个TCP/IP客户。
客户sockets允许你指定你想连接的服务器socket和你希望服务器提供的服务。
一但你描述你想得到的连接，你可以使用客户socket控件去完成连接服务。
每个客户socket控件使用独立的客户windowssocket对象（TClientWinSocket）去应答连接中的客户终端。
使用客户sockets去：
A.指定想得到的服务
客户socket控件有一个数字properties,允许你指定想连接的服务器系统和端口。
可以通过主机名来指定服务器系统，使用Hostproperty。
如果不知道主机名，或者关心找到服务器的速度，你可以指定服务器系统的IP地址，通过使用Address property。
你必须指定IP地址和主机名中的一个。
如果两个都指定，客户socket控件将使用主机名。
除服务器系统外，必须指定客户socket将连接的在服务器系统上的端口。
能够直接使用Portproperty来指定服务端口号。
或者直接在Service property使用想得到的服务的名字。
如果指定端口号和服务名，客户socket控件将使用服务名。
B.建立连接
一旦在客户socket控件中完成了设置所连接的服务器的属性，就可以进行连接，通过调用Open方法。
如果想要启动时自动建立连接，在设计时设置Active property为true，通过使用ObjectInspector来设置。
C.取得关于连接的信息
完成连接到服务器socket后，可以使用客户socket控件和相关的客户windowssocketobject去取得关于连接的信息。
使用Socketproperty去访问clientwindowssocketobject。
windows socket object有一个properties,它能让你确定在连接的两端客户和服务器使用的地址和端口号。
当使用一个windowssocketAPI调用时，可以使用SocketHandle property区获得socket连接使用的handle。
可以使用Handleproperty去访问windows,以便接收来自socket连接的信息。
AsyncStylesproperty决定哪种信息类型是windows handle要接收的。
D.关闭连接
当完成通讯想关闭socket连接时，能够通过调用Close方法来关闭连接。
连接可能要由服务器端来关闭。
如果是这种情况，将收到一个OnDisconnect事件的通知。
聊天客户端程序代码如下：
procedureTForm1.Button1Click（Sender:
TObject）;
begin
clientsocket1.Address:
=edit3.Text;
//edit3.Clear;
clientsocket1.Active:
=true;
button1.Enabled:
=false;
button3.Enabled:
=true;
button2.Enabled:
=true;
button7.Enabled:
=true;
end;
procedureTForm1.ClientSocket1Connecting（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
begin
statusbar1.SimpleText:
='正在连接...'+clientsocket1.Address;
end;
procedureTForm1.ClientSocket1Connect（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
begin
statusbar1.SimpleText:
='连接到'+clientsocket1.Address;
end;
procedureTForm1.Button4Click（Sender:
TObject）;
begin
close;
end;
procedureTForm1.Button3Click（Sender:
TObject）;
begin
ifclientsocket1.Activethen
begin
clientsocket1.Socket.SendText（usename+'*^&%#^）@'）;
clientsocket1.Active:
=false;
end;
statusbar1.SimpleText:
='断开连接';
edit1.Enabled:
=true;
edit2.Enabled:
=true;
button1.Enabled:
=true;
button6.Enabled:
=true;
memo1.Clear;
listbox1.Clear;
end;
procedureTForm1.Edit4KeyPress（Sender:
TObject;varKey:
Char）;
begin
ifkey=#13then
ifbutton6.Enabledthen
button6.Click;
end;
procedureTForm1.Button6Click（Sender:
TObject）;
var
chatname:
string;
i:
integer;
begin
ifedit4.Text=''then
begin
showmessage（'发送消息不能为空！
'）;
exit;
end;
ifradiobutton2.Checked=truethen
begin
fori:
=0tolistbox1.items.countdo
begin
iflistbox1.selected[i]then
begin
chatname:
=listbox1.items.strings[i];
memo1.lines.add（'你对'+chatname+'悄悄说：
'+edit4.Text）;
//edit4.Clear;
break;
end
end;
clientsocket1.Socket.SendText（edit4.Text+'&&'+chatname+'$$'+usename+'%&%&%&'）;
edit4.Clear;
end
else
begin
clientsocket1.Socket.SendText（edit1.Text+'对大家说：
'+edit4.Text）;
edit4.Clear;
end;
end;
procedureTForm1.Button2Click（Sender:
TObject）;
begin
ifedit1.Text=''then
begin
showmessage（'请输入用户名！
'）;
edit1.SetFocus;
exit;
end;
ifedit2.Text=''then
begin
showmessage（'请输入密码！
'）;
edit2.SetFocus;
exit;
end;
clientsocket1.Socket.SendText（edit1.Text+'$%$%$%'）;
usename:
=edit1.Text;
password:
=edit2.Text;
end;
procedureTForm1.ClientSocket1Read（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
var
temptext:
string;
//chatname:
string;
mssge:
string;
begin
temptext:
=clientsocket1.Socket.ReceiveText;
ifpos（'@#$%^&',temptext）<>0then//回送密码
begin
temptext:
=copy（temptext,1,length（temptext）-6）;
iftemptext=passwordthen
begin
Memo1.Lines.Add（'登陆成功，欢迎进入本聊天室！
'）;
listbox1.Items.Add（usename）;
button6.Enabled:
=true;
button2.Enabled:
=false;
edit1.Enabled:
=false;
edit2.Enabled:
=false;
button7.Enabled:
=true;
endelse
begin
showmessage（'密码错误，登陆失败，请检查后重新登陆！
'）;
clientsocket1.Socket.SendText（usename+'*^&%#^）@'）;
end
end
elseifpos（'~{}（）&*%^',temptext）<>0then//他人登陆信息
begin
temptext:
=copy（temptext,1,length（temptext）-9）;
iftemptext<>edit1.Textthen
begin
memo1.Lines.Add（temptext+'进入聊天室...'）;
listbox1.Items.add（temptext）;
end;
end
elseifpos（'^$%#^$',temptext）<>0then//offline
begin
temptext:
=copy（temptext,1,length（temptext）-6）;
memo1.Lines.Add（temptext+'离开聊天室...'）;
//showmessage（inttostr（listbox1.Items.IndexOf（temptext）））;
iflistbox1.Items.IndexOf（temptext）<>-1then
listbox1.Items.Delete（listbox1.Items.IndexOf（temptext））;
end
elseifpos（'#$%^&*{}',temptext）<>0then
begin
mssge:
=copy（temptext,1,length（temptext）-8）;
memo1.Lines.Add（mssge）;
end
else
memo1.Lines.Add（temptext）;
end;
procedureTForm1.Button7Click（Sender:
TObject）;
begin
form2.ShowModal;
end;
procedureTForm1.Button5Click（Sender:
TObject）;
begin
memo1.Clear;
end;
procedureTForm1.FormClose（Sender:
TObject;varAction:
TCloseAction）;
begin
ifclientsocket1.Activethen
begin
clientsocket1.Socket.SendText（usename+'*^&%#^）@'）;
clientsocket1.Active:
=false;
end;
end;
procedureTForm1.Memo1Change（Sender:
TObject）;
begin
end;
end.
3.3服务器端设计
服务器端设计界面图为:
图3.2聊天服务器界面图
从聊天服务器端界面图知道设计步骤为：
添加一个服务端socket控件（ServerSocket）到form中使之成为一个TCP/IP服务器。
服务器sockets允许指定想提供的服务或想用来监听客户请求时使用的端口。
也可以使用服务器socket控件去监听和允许客户连接请求。
每个服务器socket控件使用一个单一的服务器windowssocketObject（TServerWinSocket）去应答在服务器端监听到的连接。
它通常使用一个服务器客户winodwssocketObject（TServerClientWinSocket）应答在服务器端每个活动的，连接着得到允许服务的客户socket。
使用服务器sockets去：
A.指定端口
在服务器socket能够监听客户请求之前，必须指定一个端口给你的监听服务。
可以使用Portproperty来指定这个端口。
如果服务器应用提供一个标准的服务，这个服务使用一个习惯使用的相关联的端口。
能够使用Serviceproperty直接指定端口号。
使用Service property是一个好的主意，能够减少设置端口号时的错误。
如果既指定了Portproperty,又指定了Serviceproperty,服务socket将使用服务名。
B.监听客户请求
一旦在serversocket控件上设置好了端口号，就能够通过在运行时通过调用Open方法来监听一个连接。
如果希望应用程序能够在启动的时候自动监听连接，在设计的时候通过使用ObjectInspector设置Active属性为true。
C.连接到客户端
当监听服务socket控件接收到一个客户端连接请求时他们将自动接受这个请求。
当没次收到通知时，OnClientConnetc事件将发生。
D.取得关于连接的信息
一但服务器socket打开了监听连接，就能够使用与服务器socket控件相关联的服务器windowssocketobject来取得关于连接的信息。
使用Socketproperty去访问serverwindowssocketobject.windowssocketobject有一个属性是关于所有活动的客户socket连接这些客户socket是通过服务器socket控件允许连接的。
使用Handle属性去存取windows通过socket连接收到的信息。
每个活动的，连接到客户应用是通过服务、客户windowssocketbject（TServerClientWinSocket）封装的。
你能够通过serverwindowssocketobject的连接属性来访问所有的这些。
这些serverclientwindowssocketobject有些属性能够决定哪些地址和端口号给连接的两端--客户和服务器socket使用。
当使用windowssocketAPI调用时，可以使用SocketHandle属性去获得socket连接使用的handle。
也可以使用Handle属性去访问windows从socket连接处得来的信息。
AsyncStyles属性决定windowshandle将接收哪种类型的信息。
E.关闭连接
当决定关闭监听连接时，调用Close方法。
这将关闭所有打开着的，连接到客户应用的连接，取消任何尚未同意的连接，接着关闭监听连接以便服务socket控件不在接受任何新的连接。
当客户端关闭他们自己独立的连接到的serversocket的连接时，可以在OnClientDisconnect事件中得到讯息。
聊天服务器端程序代码如下：
procedureTForm1.ServerSocket1Listen（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
begin
statusbar1.SimpleText:
='监听状态...';
counter:
=0;
end;
procedureTForm1.ServerSocket1ClientDisconnect（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
begin
statusbar1.SimpleText:
='连接到'+socket.RemoteAddress;
end;
procedureTForm1.ServerSocket1ClientConnect（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
begin
statusbar1.SimpleText:
=Socket.RemoteAddress+'已连接';
end;
procedureTForm1.ServerSocket1ClientRead（Sender:
TObject;
Socket:
TCustomWinSocket）;
var
tmptext:
string;
check:
string;
i,j:
integer;
chattext:
string;
signpos:
integer;
member:
string;
usename:
string;
begin
tmptext:
=socket.ReceiveText;
ifpos（'%&%&%&',tmptext）<>0then//当有'%&%&%&'字符串时表示私聊
begin
tmptext:
=copy（tmptext,1,length（tmptext）-6）;
signpos:
=pos（'&&',tmptext）;
chattext:
=copy（tmptext,1,signpos-1）;
member:
=copy（tmptex
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