基于Linux的socket编程的聊天室设计.docx
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基于Linux的socket编程的聊天室设计
TCP/IP实验报告
基于Linux的socket编程的聊天室设计
2014/1/16
一、实验目的
基于Socket套接口，实现聊天程序的设计与实现，增强程序编写能力,了解基于socket的程序设计方法,加深对计算机网络通信的理解。
另外,通过课程设计培养自己严谨的科学态度,认真的工作作风、团队协作精神、自主设计和独力思考的能力。
二、实验原理
实验中，客户应用程序向服务器程序请求服务。
服务进程一直处于休眠状态，直到一个客户向这个服务的地址提出了连接请求。
在这个时刻，服务程序被"惊醒"并且为客户提供服务－对客户的请求作出适当的反应。
客户端部分：
1.手动输入服务器端IP地址和端口号进行连接
2.发送消息给服务器端并显示服务器端回传的消息
3.监控连接状态，客户离开或故障时从列表中删除相应表项，并及时更新连接表。
服务器端部分：
1.手动建立服务器端与客户端的连接请求
2.把用户输入的信息及时发送到服务端，同时准备好接受，并显示信息。
3.在用户退出时关闭连接并保存聊天记录。
客户端-服务器端架构：
相关函数：
socket（）函数：
intsocket（intfamily,inttype,intproto）;
1）family指定protocolfamily（PF_INET对应TCP/IP）.
2）type指定服务类型（SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM）.
3）protocol指定协议（通常0,代表缺省值）.
bind（）函数:
给socket绑定一个地址.
intbind（intsockfd,
conststructsockaddr*myaddr,
socklen_taddrlen）;
bind返回值
listen（）函数：
accept（）函数：
intaccept（intsockfd,structsockaddr*cliaddr,socklen_t*addrlen）;
sockfd是被动模式的TCPsocket.
cliaddr指针，指向一个已分配好的空间.返回客户地址.
addrlen是一个value-result参数
必须设置为cliaddr的空间大小
返回时,将被设置为使用cliaddr的空间大小.。
LINUX简介：
Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统。
它诞生于1991年的10月5日。
由于Linux是开源和免费的，得到了广大计算机爱好者全力支持，现已成为今天世界上使用最多的一种UNIX类操作系统。
其具有的特点有：
开放性：
指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。
多用户：
是指系统资源可以被不同用户使用，每个用户对自己的资源（例如：
文件、设备）有特定的权限，互不影响。
多任务：
它是指计算机同时执行多个程序，而且各个程序的运行互相独立。
良好的用户界面：
Linux向用户提供了两种界面，用户界面和系统调用。
Linux还为用户提供了图形用户界面，它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的友好图形化界面。
设备独立性：
是指操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以像使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。
Linux是具有设备独立性的操作系统，它的内核具有高度适应能力，提供了丰富的网络功能，完善的内置网络是Linux一大特点。
安全性：
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
良好的可移植性：
是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台，它仍然能按其自身的方式运行的能力。
Linux是一种可移植的操作系统，能够在从微型计算机到大型计算机的任何环境中和任何平台上运行。
TCP简介：
TCP与UDP同为传输层协议。
本系统采用的传输协议TCP协议。
TCP协议提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议，即在传输数据前要先建立逻辑连接，然后再传输数据，最后释放连接3个过程。
TCP提供端到端、全双工通信；采用字节流方式，如果字节流太长，将其分段；提供紧急数据传送功能。
TCP协议主要特点:
1、面向连接的传输；2、端到端的通信；3、高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；4、全双工方式传输；5、采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列；6、紧急数据传送功能；
三、实验实现
//--------------------------------server.c--------------------------------------------------
//包含工程所需的头文件
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#definePERMS_IRUSR|S_IWUSR
#defineMYPORT3490
#defineBACKLOG10
#defineWELCOME"|----------Welcometothechatroom!
----------|"
voiditoa（inti,char*string）
{
intpower,j;
j=i;
for（power=1;j>=10;j/=10）
power*=10;
for（;power>0;power/=10）
{
*string++='0'+i/power;
i%=power;
}
*string='\0';
}
voidget_cur_time（char*time_str）
{
time_ttimep;
structtm*p_curtime;
char*time_tmp;
time_tmp=（char*）malloc
（2）;
memset（time_tmp,0,2）;
memset（time_str,0,20）;
time（&timep）;
p_curtime=localtime（&timep）;
strcat（time_str,"（"）;
itoa（p_curtime->tm_hour,time_tmp）;
strcat（time_str,time_tmp）;
strcat（time_str,":
"）;
itoa（p_curtime->tm_min,time_tmp）;
strcat（time_str,time_tmp）;
strcat（time_str,":
"）;
itoa（p_curtime->tm_sec,time_tmp）;
strcat（time_str,time_tmp）;
strcat（time_str,"）"）;
free（time_tmp）;
}
key_tshm_create（）
{
key_tshmid;
//shmid=shmget（IPC_PRIVATE,1024,PERM）;
if（（shmid=shmget（IPC_PRIVATE,1024,PERM））==-1）
{
fprintf（stderr,"CreateShareMemoryError:
%s\n\a",strerror（errno））;
exit
（1）;
}
returnshmid;
}
intbindPort（unsignedshortintport）
{
intsockfd;
structsockaddr_inmy_addr;
sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;
my_addr.sin_family=AF_INET;
my_addr.sin_port=htons（port）;
my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero（&（my_addr.sin_zero）,0）;
if（bind（sockfd,（structsockaddr*）&my_addr,sizeof（structsockaddr））==-1）
{
perror（"bind"）;
exit
（1）;
}
printf（"bingsuccess!
\n"）;
returnsockfd;
}
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intsockfd,clientfd,sin_size,recvbytes;
pid_tpid,ppid;
char*buf,*r_addr,*w_addr,*temp,*time_str;//="\0";
structsockaddr_intheir_addr;
key_tshmid;
shmid=shm_create（）;//创建共享存储区
temp=（char*）malloc（255）;
time_str=（char*）malloc（20）;
sockfd=bindPort（MYPORT）;//绑定端口
while
（1）
{
if（listen（sockfd,BACKLOG）==-1）//在指定端口上监听
{
perror（"listen"）;
exit
（1）;
}
printf（"listening......\n"）;
if（（clientfd=accept（sockfd,（structsockaddr*）&their_addr,&sin_size））==-1）//接收客户端连接
{
perror（"accept"）;
exit
（1）;
}
printf（"acceptfrom:
%d\n",inet_ntoa（their_addr.sin_addr））;
send（clientfd,WELCOME,strlen（WELCOME）,0）;//发送问候信息
buf=（char*）malloc（255）;
ppid=fork（）;
if（ppid==0）
{
//printf（"ppid=0\n"）;
pid=fork（）;
while
（1）
{
if（pid>0）
{
memset（buf,0,255）;
if（（recvbytes=recv（clientfd,buf,255,0））<=0）
{
perror（"recv1"）;
close（clientfd）;
raise（SIGKILL）;
exit
（1）;
}
//writebuf'sdatatosharememory
w_addr=shmat（shmid,0,0）;
memset（w_addr,'\0',1024）;
strncpy（w_addr,buf,1024）;
get_cur_time（time_str）;
strcat（buf,time_str）;
printf（"%s\n",buf）;
}
elseif（pid==0）
{
sleep
（1）;
r_addr=shmat（shmid,0,0）;
if（strcmp（temp,r_addr）!
=0）
{
strcpy（temp,r_addr）;
get_cur_time（time_str）;
strcat（r_addr,time_str）;
if（send（clientfd,r_addr,strlen（r_addr）,0）==-1）
{
perror（"send"）;
}
memset（r_addr,'\0',1024）;
strcpy（r_addr,temp）;
}
}
else
perror（"fork"）;
}
}
}
printf（"------------------------------\n"）;
free（buf）;
close（sockfd）;
close（clientfd）;
return0;
}
//-----------------------------client.c----------------------------------------#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,char*argv[]）
{
structsockaddr_inclientaddr;
pid_tpid;
intclientfd,sendbytes,recvbytes;
structhostent*host;
char*buf,*buf_r;
if（argc<4）
{
printf（"usage:
\n"）;
printf（"%shostportname\n",argv[0]）;
exit
（1）;
}
host=gethostbyname（argv[1]）;
if（（clientfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）
{
perror（"socket\n"）;
exit
（1）;
}
clientaddr.sin_family=AF_INET;
clientaddr.sin_port=htons（（uint16_t）atoi（argv[2]））;
clientaddr.sin_addr=*（（structin_addr*）host->h_addr）;
bzero（&（clientaddr.sin_zero）,0）;
if（connect（clientfd,（structsockaddr*）&clientaddr,sizeof（structsockaddr））==-1）
{
perror（"connect\n"）;
exit
（1）;
}
buf=（char*）malloc（120）;
memset（buf,0,120）;
buf_r=（char*）malloc（100）;
if（recv（clientfd,buf,100,0）==-1）
{
perror（"recv:
"）;
exit
（1）;
}
printf（"\n%s\n",buf）;
pid=fork（）;
while
（1）
{
if（pid>0）{
//get_cur_time（time_str）;
strcpy（buf,argv[3]）;
strcat（buf,":
"）;
memset（buf_r,0,100）;
//gets（buf_r）;
fgets（buf_r,100,stdin）;
strncat（buf,buf_r,strlen（buf_r）-1）;
//strcat（buf,time_str）;
//printf（"---%s\n",buf）;
if（（sendbytes=send（clientfd,buf,strlen（buf）,0））==-1）
{
perror（"send\n"）;
exit
（1）;
}
}
elseif（pid==0）
{
memset（buf,0,100）;
if（recv（clientfd,buf,100,0）<=0）
{
perror（"recv:
"）;
close（clientfd）;
raise（SIGSTOP）;
exit
（1）;
}
printf（"%s\n",buf）;
}
else
perror（"fork"）;
}
close（clientfd）;
return0;
}
四、相关截图
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