基于UDP协议的网络聊天程序设计.docx
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基于UDP协议的网络聊天程序设计
实验报告
实验名称：
基于UDP的聊天系统
课程名称：
计算机网络编程
班级：
计122
姓名：
学号：
*******
信息工程学院计算机系
1、需求分析.........................................................................................1
1.1课程设计目的................................................................................1
1.2课程设计内容................................................................................1
1.3课程设计要求................................................................................1
2、概要设计.......................................................................................1
2.1原理概述........................................................................................1
2.2功能模块调用流程设计.................................................................2
3详细设计...........................................................................................3
3.1流程图.........................................................................................3
3.2运行效果图....................................................................................4
3.3功能实现........................................................................................5
3.3.1DES算法加密解密......................................................................5
3.3.2窗口震动.....................................................................................8
3.3.3保存聊天记录.............................................................................9
4项目分析与总结..............................................................................10
4.1遇到的问题和解决方法...............................................................10
4.2心得体会.......................................................................................10
1、需求分析
1.1课程设计目的
开发一个专用于实现两台计算机之间即时通讯的软件，以方便两台计算机之间信息的交流。
在连接并通信时，尤其是近程的即时通讯，彻底的脱离了远程的服务器，避免了和远程服务器连接时过多的浪费网络资源。
并且避免了服务器忙或与服务器无法连接时，浪费过多时间用于和服务器建立连接！
因此，这个软件是极具适应性和实用性的即时通讯软件！
本次课程设计的目的是学习基于UDP协议实现网络聊天程序，已达到学会面向无连接方式的程序设计方法，并理解网络编程中面向无连接的概念。
1.2课程设计的内容
用户数据报（UDP）是一个无连接协议，使用这种协议时，并不需要在两台计算机之间建立固定的连接，也就是说，通信双方没有服务器和客户机之分，它们之间进行的是对等通信，所以它的优势很明显，是现代通信不可或缺的一部分。
所以，利用它的优势设计一个可以实现私聊和群聊的软件，实现两台计算机间的即时通讯。
1.3 课程设计要求
基于UDP协议实现一对一的聊天和一对多的聊天，提供友好的用户界面，便于用户进行操作。
根据目前使用聊天程序的用户需求显示，用户对于聊天程序主要有以下几点要求：
（1）聊天功能：
可以实现实时接收和发送文字信息，并能支持公聊和私聊的方式。
（2）用户功能：
可以查看对方的开放信息，以及发送方的IP。
2 概要设计
2.1 原理概述
用户数据报协议（User Datagram Protocol）是 OSI 参考模型中一种无连
接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
是一个简单的面向数据报的传输层协议，IETF RFC 768是UDP的正式规范。
UDP 协议基本上是 IP 协议与上层协议的接口。
UDP 协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。
与 TCP 不同， UDP 并不提供对 IP 协议的可靠机制、流控制以及错误恢复功能等。
由于 UDP 比较简单， UDP 头包含很少的字节，比TCP负载消耗少。
UDP适用于不需要TCP可靠机制的情形，比如，当高层协议或应用程序提供错误和流控制功能的时候。
UDP是传输层协议，服务于很多知名应用层协议，包括网络文件系统（NFS）、简单网络管理协议（SNMP）、域名系统（DNS）以及简单文件传输系统（TFTP）、动态主机配置协议（DHCP）、路由信息协议（RIP）和某些影音串流服务等等。
采用UDP协议，通过服务器中转方式。
因此，现在的IP侦探在你仅仅跟对方发送聊天消息的时候是无法获取到IP的。
UDP 协议是不可靠协议，它只管发送，不管对方是否收到。
但它的传输很高效，因为UDP协议排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。
例如，腾讯采用了上层协议来保证可靠传输：
如果客户端使用UDP协议发出消息后，服务器收到该包，需要使用UDP协议发回一个应答包。
如此来保证消息可以无遗漏传输。
2.2功能模块调用流程设计：
3 详细设计
3.1流程图
否
是
是
否
否
是
否
是
是
3.2界面设计与运行效果图
//界面设计
//群聊界面
//私聊界面
3.3功能实现
3.3.1DES算法加密、解密
DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被称为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。
明文按64位进行分组，密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1）分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。
//加密解密流程图
加密代码：
privatestaticbyte[]Keys={0x12,0x34,0x56,0x78,0x90,0xAB,0xCD,0xEF};
///
///DES加密字符串
///
///待加密的字符串
///
///
publicstringEncryptDES（stringencryptString）
{
try
{
byte[]rgbKey=Encoding.UTF8.GetBytes（textBox2.Text）;
byte[]rgbIV=Keys;
byte[]inputByteArray=Encoding.UTF8.GetBytes（encryptString）;
DESCryptoServiceProviderdCSP=newDESCryptoServiceProvider（）;
MemoryStreammStream=newMemoryStream（）;
CryptoStreamcStream=newCryptoStream（mStream,dCSP.CreateEncryptor（rgbKey,rgbIV）,CryptoStreamMode.Write）;
cStream.Write（inputByteArray,0,inputByteArray.Length）;
cStream.FlushFinalBlock（）;
returnConvert.ToBase64String（mStream.ToArray（））;
}
catch
{
returnencryptString;
}
}
加密前：
（加密das字符串）
加密后：
解密代码：
///
///DES解密字符串
///
///
///
///
publicstringDecryptDES（stringdecryptString）
{
try
{
byte[]rgbKey=Encoding.UTF8.GetBytes（textBox2.Text）;
byte[]rgbIV=Keys;
byte[]inputByteArray=Convert.FromBase64String（decryptString）;
DESCryptoServiceProviderDCSP=newDESCryptoServiceProvider（）;
MemoryStreammStream=newMemoryStream（）;
CryptoStreamcStream=newCryptoStream（mStream,DCSP.CreateDecryptor（rgbKey,rgbIV）,CryptoStreamMode.Write）;
cStream.Write（inputByteArray,0,inputByteArray.Length）;
cStream.FlushFinalBlock（）;
returnEncoding.UTF8.GetString（mStream.ToArray（））;
}
catch
{
returndecryptString;
}
}
解密前：
解密后：
（解密后为das）
3.3.2窗口震动
//流程图
//点击震动按钮
privatevoidbutton3_Click（objectsender,EventArgse）
{
IPAddressmyIP;
//获得本机局域网IP地址
myIP=newSystem.Net.IPAddress（Dns.GetHostByName（Dns.GetHostName（））.AddressList[0].Address）;
IPAddressip=IPAddress.Parse（txt_ip.Text.Trim（））;
IPEndPointipto=newIPEndPoint（ip,6000）;
byte[]byMsg=System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes（EncryptDES（"1"））;
SocketsockSend=newSocket（AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Dgram,ProtocolType.Udp）;
sockSend.SendTo（byMsg,ipto）;
}
}
//接收方接收到字符串后窗口震动
voidRecvMsg（）
{
while（true）
{
intlen=sockRecv.ReceiveFrom（byMsg,refsenderRemote）;
if（DecryptDES（System.Text.Encoding.UTF8.GetString（byMsg,0,len））=="1"）
{
for（intj=0;j<30;j++）
{
for（inti=1;i<5;i++）
{
Thread.Sleep（10）;
this.Left-=1;
this.Top-=1;
}
for（inti=1;i<5;i++）
{
Thread.Sleep（10）;
this.Left+=1;
this.Top+=1;
}
}
}
else
txt_recvmsg.AppendText（（（IPEndPoint）senderRemote）.Address.ToString（）+":
"
+DecryptDES（System.Text.Encoding.UTF8.GetString（byMsg,0,len））+"\r\n"）;
}
}
3.3.3保存聊天记录
//保存源代码
privatevoidbutton2_Click（objectsender,EventArgse）
{
StreamWritersw=newStreamWriter（"D:
\\私聊信息.txt"）;
sw.WriteLine（this.txt_recvmsg.Text）;//开始写入值
sw.Close（）;
}
privatevoidbutton2_Click_1（objectsender,EventArgse）
{
StreamWritersw=newStreamWriter（"D:
\\群聊信息.txt"）;
sw.WriteLine（this.MessageOutput.Text）;//
sw.Close（）;
}
4项目分析与总结
4.1遇到的问题和解决方法：
在创建窗体时，由于对有些控件不了解，所以在应用时，查找了一些相关资料，学会
了如何添加和使用。
其中有段程序是选择现有文件夹里的ico图标，但是由于没有把图片放在指定的地方，所以在运行时，总是提示找不到指定的文件。
这个程序中有段功能是选择群聊中的任何一个IP可以进行私聊，之前由于没有实现去除重复IP的内容，在显示时，当一个IP连续发送两条信息时，下拉框中会显示两个相同的IP，为了实现唯一性，加了一个嵌套循环，当两个IP相同时，去掉后一个。
主要注意以下几点：
1. UDP多播地址的范围：
224.0.0.0---239.255.255.255
2. JoinMulticastGroup方法将套接字加入多播组。
JoinMulticastGroup（IPAddress multicastAddr, int timeToLive） multicastAddr为要连接的多播地址，timeToLive为生存时间TTL
3. DropMulticastGroup方法退出多播组。
DropMulticastGroup（IPAddress multicastAddr, int ifindex）
multicastAddr为要连接的多播地址，ifindex为要退出多播组的本地地址
4. UTF-8是UNICODE的一种变长字符编码又称万国码，UTF-8用1到6个字节编码UNICODE字符。
用在网页上可以同一页面显示中文简体繁体及其它语言（如日文，韩文）
4.2心得体会
这次实验是在边学习边实践的基础上完成的，通过学习“计算机网络编程”，我们对网络的基础知识打下了很好的基础。
这次网络实验可以说是在理解网络的基础上对编程的一次学习过程，虽然做的不是很完善，但也学到了很多知识。
例如，vs2008的使用和对c#语句的理解都有了很大的提高。
这对自己以后进行网络开发有很大的帮助。
PS:
要完整代码的Q842233628
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