基于UDP协议的网络聊天程序设计Word文档下载推荐.docx

基于UDP协议的网络聊天程序设计Word文档下载推荐.docx

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所以实际中，更多的是以VisualC++6.0为平台。

VisualC++6.0由Microsoft开发,它不仅是一个C++编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrateddevelopmentenvironment，IDE）。

VisualC++6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导ClassWizard等开发工具。

这些组件通过一个名为DeveloperStudio的组件集成为和谐的开发环境。

Microsoft的主力软件产品。

虽然微软公司推出了VisualC++.NET（VisualC++7.0），但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows2000,WindowsXP和WindowsNT4.0。

2设计原理

2.1UDP协议原理

UDP协议的全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。

在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。

UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。

UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。

包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。

UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是即使是在今天UDP仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。

UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序的检查与排序由应用层完成，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

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。

与所熟知的TCP（传输控制协议）协议一样，UDP协议直接位于IP（网际协议）协议的顶层。

根据OSI（开放系统互连）参考模型，UDP和TCP都属于传输层协议。

UDP协议的主要作用是将网络数据流量压缩成数据包的形式。

一个典型的数据包就是一个二进制数据的传输单位。

每一个数据包的前8个字节用来包含报头信息，剩余字节则用来包含具体的传输数据。

UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接（当然发送数据结束时也没有连接可释放）因此减少了开销和发送数据之前的时延。

UDP使用的是尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。

UDP是面向报文的。

发送方的UDP对应程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。

UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。

UDP是定义用来在互连网络环境中提供数据报交换的计算机通信的协议。

此协议默认是IP下层协议。

此协议提供了向另一用户程序发送信息的最简便的协议机制，不需要连接确认和保护复制，所以在软件实现上比较简单，需要的内存空间比起TCP相对较小。

UDP包头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节。

（1）源端口号（16位）：

UDP数据包的发送方使用的端口号。

（2）目标端口号（16位）：

UDP数据包的接收方使用的端口号。

UDP协议使用端口号为不同的应用保留其各自的数据传输通道。

UDP和rap协议正是采用这一机制，实现对同一时刻内多项应用同时发送和接收数据的支持。

（3）数据报长度（16位）。

数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。

理论上，包含报头在内的数据包的最大长度为65535字节。

不过，一些实际应用往往会限制数据包的大小，有时会降低到8192字节。

（4）校验值（16位）。

UDP协议使用包头中的校验值来保证数据的安全。

2.2客户机/服务器模式

　　由于这次课程设计是实现点到点的可靠连接，所以在此使用UDP连接方式。

在这个连接中，双方分为客户和服务器，他们各自的功能不同。

客户机一方，UDP应用程序功能如下：

（1）打开通信信道（申请一套接字），并连接到服务器在主机的保留端口，该端口对应服务器的UDP进程。

（2）向服务器发出请求报文，等待接收应答。

（3）从服务器方收到最终应答结果，或在不再请求时关闭信道并终止客户机进程。

服务器一方，UDP应用程序动作如下：

（1）打开通信信道（申请一套接字），通知本地主机在某一保留端口接收客户机请求。

（2）等待客户请求到达指定端口。

（3）接收到请求，启动一新进程处理用户请求，同时释放旧进程以响应新的客户请求，一旦服务完成，关闭新进程与客户的通信链路。

（4）继续等待客户机请求。

（5）如果不想响应客户机请求，关闭服务器进程。

3设计步骤

3.1总体设计思路

基于UDP协议通信和基于TCP协议的通信不同，基于UDP的消息传递更快，但不提供可靠性的保证。

也就是说，数据在传递的时候，用户无法知道数据能否正确的到达目的地主机，也不能确定数据到达目的地的顺寻是否和发送的顺序相同。

系统采用的是客户端/服务器工作模式，所以应有客户端和服务器两个类，其中客户端向服务器请求服务。

而基于UDP通信的基本模式是：

将数据打包，称为数据包，然后将数据包发往目的地。

接受别人发来的数据包，然后查看数据包的内容。

3.2功能模块调用流程设计：

图3.1程序设计流程图

其中，服务器端：

Socket（），建立流式套接字；

Bind（），将套接字和服务器地址结构绑定；

ReceiveFrom（）/SendTo（），在套接字上接收/发送数据；

Close（），关闭套接字。

客户端与服务器端同理。

3.3基于UDP的网络聊天程序实现

3.3.1基于UDP的聊天程序服务器端源程序：

//创建套接字

//第二个参数和TCP设置不同

SOCKETsockSrv=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;

SOCKADDR_INaddrSrv;

//设置服务器端套接字的地址结构的相关属性

addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl（INADDR_ANY）;

//设置IP

addrSrv.sin_port=htons（20000）;

////设置端口号

addrSrv.sin_family=AF_INET;

//将套接字和服务器地址结构绑定

bind（sockSrv,（SOCKADDR*）&

addrSrv,sizeof（SOCKADDR））;

charrecvBuf[100];

charsendBuf[100];

chartempBuf[100];

SOCKADDR_INaddrClient;

intlen=sizeof（SOCKADDR）;

//从客户端接收数据

recvfrom（sockSrv,recvBuf,100,0,（SOCKADDR*）&

addrClient,&

len）;

if（'

q'

==recvBuf[0]）

{

sendto（sockSrv,"

q"

strlen（"

）+1,0,（SOCKADDR*）&

addrClient,len）;

cout<

<

"

chartend"

<

endl;

break;

//退出循环

}

//将对方发送过来的信息前段加上IP地址进行输出

sprintf（tempBuf,"

%ssay%s\n"

inet_ntoa（addrClient.sin_addr）,recvBuf）;

tempBuf<

//将用户的键盘输入发送到对方

Pleaseinputmessage:

gets（sendBuf）;

sendto（sockSrv,sendBuf,strlen（sendBuf）+1,0,（SOCKADDR*）&

addrClient,len）;

3.3.2基于UDP的聊天程序客户端端源程序：

SOCKETsockClient=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;

//第二个参数和TCP设置不同

SOCKADDR_INaddrSrv;

//服务器地址结构

addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr（"

127.0.0.1"

）;

//服务器地址

//服务器端口号

cout<

请输入发送的消息:

gets（sendBuf）;

//得到用户的键盘输入

//将对方发送过来的信息前段加上IP地址进行输出

inet_ntoa（addrSrv.sin_addr）,recvBuf）;

3.4程序测试结果

图3.2客户端向服务器发送信息

图3.3服务器收到信息

图3.4服务器向客户端发送信息

图3.5客户端收到服务器信息

4结束语

这次计算机网络课程设计历时两个星期，让我学到了很多很多的东西。

不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

当然，在这个过程中我也遇到了很多问题，不过由于老师耐心的帮助和讲解，使我更进一步加深了对计算机网络的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。

特别是当每一步成功时，心里特别的开心。

总的来说，这次设计的基于UDP协议的网络聊天程序还是比较成功的，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，同时，对未来有了更多的信心。

最后，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

参考文献

[1]谢希仁．计算机网络（第四版）[M]．北京：

电子工业出版社，2003

[2]陆魁军等．计算机网络基础实践教程[M]．北京：

清华大学出版社，2005

[3]陈坚、陈伟编著.《VisualC++网络高级编程》.北京:

人民邮电出版社，2001

[4]吴功宜、胡晓英等编著.《计算机网络课程设计》.北京：

机械工业出版社，2010.8

附件1：

首先编写服务器端程序，实现代码如下：

ChatServer

#include<

iostream>

WinSock2.h>

#pragmacomment（lib,"

Ws2_32.lib"

）

usingnamespacestd;

intmain（intargc,CHAR*argv[]）

{

WORDwVersionRequested;

WSADATAwsaData;

interr;

wVersionRequested=MAKEWORD（2,0）;

err=WSAStartup（wVersionRequested,&

wsaData）;

if（err!

=0）

WSAStartupError!

"

return1;

}

if（LOBYTE（wsaData.wVersion）!

=2||HIBYTE（wsaData.wVersion）!

=0）

{cout<

Versionnotrignt!

WSACleanup（）;

SOCKETsockSrv=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;

////设置服务器端套接字的地址结构的相关属性

while

（1）

//从客户端接收数据

//将用户的键盘输入发送到对方

}

closesocket（sockSrv）;

WSACleanup（）;

return0;

下面编写聊天客户端程序，实现代码如下：

Chatclient

）//静态加入一个lib文件

=0）

//创建套接字

SOCKETsockClient=socket（AF_INET,SOCK_DGRAM,0）;

//注意第二个参数和TCP设置不同

sendto（sockClient,sendBuf,strlen（sendBuf）+1,0,（SOCKADDR*）&

addrSrv,len）;

recvfrom（sockClient,recvBuf,100,0,（SOCKADDR*）&

addrSrv,&

sendto（sockClient,"

）+1,0,（SOCKADDR*）&

addrSrv,len）;

closesocket（sockClient）;

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