基于Socket的即时通讯系统

设 计 报 告

论文题目：    基于Socket的即时通讯系统     

学院（系）：                           

班    级：                            

学生姓名：               学号         

指导教师：                            

基于Socket的即时通讯系统

二、设计目的

通过综合课程设计，使学生能够运用《数字信号处理》、《信号与系统》、《通信原理》、《面向对象的程序设计》、《计算机通信网》、《通信协议开发及应用》等课程的知识来设计一个基于Socket的即时通讯系统，培养学生的动手能力以及分析问题、解决问题的能力。

三、设计要求

（一）基本要求

1．熟练掌握面向对象的程序设计方法；

2．实现点对点通讯，能进行文字对话传输，包括客户端与服务器端；

3．能对系统参数进行配置。

（二）提高要求

1、实现文件、图片传输；

2、语音对话（两人及两人以上）；

3、友好的对话界面。

四、 设计原理

Socket原理，大致分为以下几个步骤。

服务器端的步骤如下。

（1）首先，在实用Socket之前，要首先初始化Socket，就是实用AfxSocketInit（）函数。

（2）在初始化完成以后，就可以建立服务端的Socket，然后实用该Sokcet开始侦听整个网络中的连接请求。

（3）当检测到来自客户端的连接请求时，向客户端发送收到连接请求的信息，并建立与客户端之间的连接。连接的过程中，在MFC的框架中会触发一个前面创建的服务端Socket的消息响应函数OnAccept（），我们将建立的连接的代码放到该响应函数里面，在建立连接的过程中，会产生一个新的 Socket，我们使用找个Socket来进行数据的通信。

（4）在通信的过程中，服务器端的产生的新的Socket会通过一个消息响应函数OnReceive（）来接受到达的数据。数据的发送可以使用Send（）来完成

（5）当完成通信后，服务器关闭与客户端的Socket连接。

客户端的步骤如下。

（1）同样的，初始化Socket，并建立客户端的Socket，确定要连接的服务器的主机名和端口。

（2）发送连接请求到服务器（MFC中使用Connect（）），并等待服务器的回馈信息。

（3）连接成功后，与服务器进行数据的交互。

（4）数据的读取同服务端一样，也是通过OnReceive（）来完成的，数据的发送通过Send（）即可。

（5）数据处理完毕后，关闭自身的Socket连接。

5、 软件设计

6、 调试过程

七、 实验结果分析

一，如何更好的检测TCP连接是否正常

这方面问题，我上网查了很久，一般来说比较成熟的有两种方法：

1是在应用层制定协议，发心跳包，这也是C#，JAVA等高级语言比较常用的方法。客户端和服务端制定一个通讯协议，每隔一定时间（一般15秒左右），由一方发起，向对方发送协议包；对方收到这个包后，按指定好的通讯协议回一个。若没收到回复，则判断网络出现问题，服务器可及时的断开连接，客户端也可以及时重连。

2通过TCP协议层发送KeepAlive包。这个方法只需设置好你使用的TCP的KeepAlive项就好，其他的操作系统会帮你完成。操作系统会按时发送KeepAlive包，一发现网络异常，马上断开。我就是使用这个方法，也是重点向大家介绍的。

使用第二种方法的好处，是我们在应用层不需自己定协议，通信的两端，只要有一端设好这个值，两边都能及时检测出TCP连接情况。而且这些都是操作系统帮你自动完成的。

八、 体会和建议

通过这次课程设计，让我加深了对面向对象编程的了解，通过使用dephi编程，掌握了它的的基本应用，也懂得了要想熟练编程不是一朝一夕的事情，一份付出一份收获，只有加强以后的上机编程时间，才能让自己的编程能力的到进一步的提高。此外，利用Delphi 下的Socket 控件,可以很好地解决局域网内的实时通信问题,目前在各中小企事业单位中已经得到广泛应用. 系统具有良好的扩充性,例如可实现对信息及数据的加密,充分保障系统的安全性;可进行多媒体等文件的实时在线传输等,具有较好的应用前景.

九、 参考文献

[ 1] 　MARCO CANTU ,罗征. Delphi 7 从入门到精通[M] . 北京:电子工业出版社,2003.

[ 2] 　方军,吴晓冰,沈金龙. 中间件TCP/ IP 网络接口的实现[J ] . 网络报,1999 , (19) :33234.

[ 3] 　王红霞,姚家亮. 网络环境下基于Winsock 的进程通信方法[J ] . 计算机时代,2001 , (10) :26227.

[ 4] 谢希仁.计算机网络[M].第4 版.北京:电子工业出版社,2003.100-113.

[ 5 ] 赵秀英.Delphi 网络高级编程[M].北京:人民邮电出版社?,2001.83-85.

[ 6] 申普兵,行明顺,王兆祥,等.计算机网络与通信[M].北京:人民邮电出版社,2006.9-11.

附录：课程设计中要用到的Winsock函数

void CChatRoomDlg::DlgAllInit()

{

    CheckRadioButton(IDC_RADIO_CLIENT, IDC_RADIO_SERVER, IDC_RADIO_CLIENT);

    SetDlgItemText(IDC_IP_ADDR, _T("127.0.0.1"));    //  初始化ip地址为本机地址。

    SetDlgItemText(IDC_CONNECT_PORT, _T("5566"));  //  初始化端口。

    SetDlgItemText(IDC_LISTEN_PORT, _T("5566"));

EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE);

    EnableWindow(IDC_LISTEN_PORT, FALSE);

    EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE);

    EnableWindow(IDC_START_SERVER, FALSE);

    EnableWindow(IDC_STATIC_LISTEN_PORT, FALSE);     // 初始化按键启用or禁用。

    EnableWindow(IDC_SENDMSG, FALSE);

}

BOOL CChatRoomDlg::EnableWindow(UINT uID, BOOL bEnable)

{

return GetDlgItem(uID)->EnableWindow(bEnable);

}

void CChatRoomDlg::ExtendDiaog(BOOL bShow)

{

    static CRect m_DlgRectLarge(0, 0, 0, 0);

    static CRect m_DlgRectSmall(0, 0, 0, 0);

    static CRect m_GroupRectLarge(0, 0, 0, 0);

    static CRect m_GroupRectSmall(0, 0, 0, 0);         // 设置 窗口大小 

    if ( m_DlgRectLarge.IsRectNull() ) {

        GetWindowRect(&m_DlgRectLarge);

        m_DlgRectSmall = m_DlgRectLarge;

        m_DlgRectSmall.right -= 220;

::GetWindowRect(GetDlgItem(IDC_FRAME)->GetSafeHwnd(), &m_GroupRectLarge);

        m_GroupRectSmall = m_GroupRectLarge;

        m_GroupRectSmall.right -= 220;                  // 设置 窗口  伸缩大小范围

    }

    if ( bShow ) {

        bShowAll = TRUE;

        SetWindowPos(NULL, 0, 0, m_DlgRectLarge.Width(), m_DlgRectLarge.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE);

        ::SetWindowPos(GetDlgItem(IDC_FRAME)->GetSafeHwnd(), NULL, 0, 0, m_GroupRectLarge.Width(), m_GroupRectLarge.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE);

    }else{

        bShowAll = FALSE;

        SetWindowPos(NULL, 0, 0, m_DlgRectSmall.Width(), m_DlgRectSmall.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE);

        ::SetWindowPos(GetDlgItem(IDC_FRAME)->GetSafeHwnd(), NULL, 0, 0, m_GroupRectSmall.Width(), m_GroupRectSmall.Height(), SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE);

    }

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedNetset()

{

    if ( bShowAll ) {

        ExtendDiaog(FALSE);

    }else{

        ExtendDiaog(TRUE);                         //  设置按键“网络设置”的作用

    }

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedStartServer()

{

    m_hListenThread = CreateThread(NULL, 0, ListenThreadFunc, this, 0, NULL);

}

void CChatRoomDlg::ShowMsg(CString strMsg)

{

    m_MsgEdit.SetSel(-1, -1);

    m_MsgEdit.ReplaceSel(strMsg+_T("\\r\\n"));

}

void CChatRoomDlg::RemoveClientFromArray(CClientItem in_Item)

{

for( int idx = 0; idx         CClientItem tItem = m_ClientArray.GetAt(idx);

        if ( tItem.m_Socket == in_Item.m_Socket &&

            tItem.hThread == in_Item.hThread &&

            tItem.m_strIp == in_Item.m_strIp ) {

                m_ClientArray.RemoveAt(idx);               

        }

    }

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedSendmsg()

{

    CString strMsg;

    GetDlgItemText(IDC_INPUT_MSG, strMsg);

    if ( m_bIsServer == TRUE ) {

        strMsg = _T("重庆理工大学聊天室的服务器：>") + strMsg;

        ShowMsg(strMsg);

        SendClientsMsg(strMsg);

    }else if (m_bIsServer == FALSE) {

        CString strTmp = _T("重庆理工大学聊天室的客户端：>") + strMsg;

        ShowMsg(strTmp);

        int iSend = send(m_ConnectSock, (char *)strMsg.GetBuffer(), strMsg.GetLength()*sizeof(TCHAR), 0);

        strMsg.ReleaseBuffer();

    }else{

        AfxMessageBox(_T("请您先进入聊天室！"));

    }

    SetDlgItemText(IDC_INPUT_MSG, _T(""));                    

}                                                   // socket 基本应用

void CChatRoomDlg::OnBnClickedStartClient()

{

    m_hConnectThred = CreateThread(NULL, 0, ConnectThreadFunc, this, 0, NULL);

}

void CChatRoomDlg::SendClientsMsg(CString strMsg, CClientItem *pNotSend)

{

    TCHAR szBuf[MAX_BUF_SIZE] = {0};

    _tcscpy_s(szBuf, MAX_BUF_SIZE, strMsg);

for( INT_PTR idx = 0; idx < m_ClientArray.GetCount(); idx++ ) {

        if ( !pNotSend || pNotSend->m_Socket != m_ClientArray.GetAt(idx).m_Socket || pNotSend->hThread != m_ClientArray.GetAt(idx).hThread ||

            pNotSend->m_strIp != m_ClientArray.GetAt(idx).m_strIp) {

                send(m_ClientArray.GetAt(idx).m_Socket, (char *)szBuf, _tcslen(szBuf)*sizeof(TCHAR), 0);

        }

    }

}

void CChatRoomDlg::OnEnChangeInputMsg()

{

    CString strMsg;

    GetDlgItemText(IDC_INPUT_MSG, strMsg);

    if ( strMsg.IsEmpty() ) {

        EnableWindow(IDC_SENDMSG, FALSE);

    }else{

        EnableWindow(IDC_SENDMSG);

    }

}

void CChatRoomDlg::StopClient()

{

    bShutDown = TRUE;

    DWORD dwRet = WaitForSingleObject(m_hConnectThred, 1000);

    if ( dwRet != WAIT_OBJECT_0 ) {

        TerminateThread(m_hConnectThred, -1);

        closesocket(m_ConnectSock);

    }

    m_hConnectThred = NULL;

    m_ConnectSock = INVALID_SOCKET;

    m_bIsServer = -1;

    bShutDown = FALSE;

}

void CChatRoomDlg::StopServer()

{

    UINT nCount = m_ClientArray.GetCount();

    HANDLE *m_pHandles = new HANDLE[nCount+1];

    m_pHandles[0] = m_hListenThread;

for( int idx = 0; idx < nCount; idx++ ) {

        m_pHandles[idx+1] = m_ClientArray.GetAt(idx).hThread;

    }

    bShutDown = TRUE;

    DWORD dwRet = WaitForMultipleObjects(nCount+1, m_pHandles, TRUE, 1000);

    if ( dwRet != WAIT_OBJECT_0 ) {

        for( INT_PTR i = 0; i < m_ClientArray.GetCount(); i++ ) {

            TerminateThread(m_ClientArray.GetAt(i).hThread, -1);

            closesocket(m_ClientArray.GetAt(i).m_Socket);

        }

        TerminateThread(m_hListenThread, -1);

        closesocket(m_ListenSock);

    }

    delete [] m_pHandles;

    m_hListenThread = NULL;

    m_ListenSock = INVALID_SOCKET;

    m_bIsServer = -1;

    bShutDown = FALSE;

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedStopClient()

{

    StopClient();

    ShowMsg(_T("停止客户端成功！"));

    EnableWindow(IDC_START_CLIENT);

    EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE);

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedStopServer()

{

    StopServer();

    ShowMsg(_T("停止服务器成功！"));

    EnableWindow(IDC_START_SERVER);

    EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE);

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedRadioClient()

{

    int iRet = -1;

    if ( m_bIsServer == TRUE ) {

        int iRet = MessageBox(_T("您是聊天室的服务器端，如果您退出，所有的客户端都将掉线！\\r\\n您确定退出吗？"), _T("提示"), MB_OKCANCEL | MB_ICONWARNING);

        if ( iRet == IDOK ) {

            StopServer();

        }else{

            CheckRadioButton(IDC_RADIO_CLIENT, IDC_RADIO_SERVER, IDC_RADIO_SERVER);

        }

    }

    if ( iRet == IDOK || m_bIsServer == -1 ) {

        EnableWindow(IDC_IP_ADDR);

        EnableWindow(IDC_CONNECT_PORT);

        EnableWindow(IDC_STATIC_SERVER_IP);

        EnableWindow(IDC_STATIC_SERVER_PORT);

        EnableWindow(IDC_START_CLIENT);

        EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE);

        EnableWindow(IDC_LISTEN_PORT, FALSE);

        EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE);

        EnableWindow(IDC_START_SERVER, FALSE);

        EnableWindow(IDC_STATIC_LISTEN_PORT, FALSE);

    }

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedRadioServer()

{

    int iRet = -1;

    if ( m_bIsServer == FALSE ) {

        int iRet = MessageBox(_T("您正在聊天室中，确定退出吗？"), _T("提示"), MB_OKCANCEL | MB_ICONWARNING);

        if ( iRet == IDOK ) {

            StopClient();

        }else{

            CheckRadioButton(IDC_RADIO_CLIENT, IDC_RADIO_SERVER, IDC_RADIO_CLIENT);

        }

    }

    if ( iRet == IDOK || m_bIsServer == -1) {

        EnableWindow(IDC_LISTEN_PORT);

        EnableWindow(IDC_STOP_SERVER, FALSE);

        EnableWindow(IDC_START_SERVER);

        EnableWindow(IDC_STATIC_LISTEN_PORT);

        EnableWindow(IDC_IP_ADDR, FALSE);

        EnableWindow(IDC_CONNECT_PORT, FALSE);

        EnableWindow(IDC_STATIC_SERVER_IP, FALSE);

        EnableWindow(IDC_STATIC_SERVER_PORT, FALSE);

        EnableWindow(IDC_START_CLIENT, FALSE);

        EnableWindow(IDC_STOP_CLIENT, FALSE);

    }

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedCancel()

{

    if ( m_bIsServer == TRUE ) {

        StopServer();

    }else if ( m_bIsServer == FALSE ) {

        StopClient();

    }

    OnCancel();

}

void CChatRoomDlg::OnBnClickedOther()

{

    CPoint pt;

    CRect mRect;

    CMenu mMenu, *pMenu = NULL;

GetDlgItem(IDC_OTHER)->GetWindowRect(&mRect);

    pt = mRect.BottomRight();

    pt.y = mRect.top+10;

    mMenu.LoadMenu(IDR_MENU1);

    pMenu = mMenu.GetSubMenu(0);

pMenu->TrackPopupMenu(TPM_LEFTALIGN | TPM_RIGHTBUTTON, pt.x, pt.y, this);

}

BOOL CChatRoomDlg::TrayMyIcon(BOOL bAdd)

{

    BOOL bRet = FALSE;

    NOTIFYICONDATA tnd;

    tnd.cbSize = sizeof(NOTIFYICONDATA);

    tnd.hWnd = GetSafeHwnd();

    tnd.uID = IDR_MAINFRAME;

    if ( bAdd == TRUE ) {

        tnd.uFlags = NIF_MESSAGE | NIF_ICON | NIF_TIP;

        tnd.uCallbackMessage = WM_TRAYICON_MSG;

        tnd.hIcon = LoadIcon(AfxGetInstanceHandle(), MAKEINTRESOURCE(IDR_MAINFRAME));

        _tcscpy_s(tnd.szTip, sizeof(tnd.szTip), _T("聊天室v1.0"));

        ShowWindow(SW_MINIMIZE);

        ShowWindow(SW_HIDE);

        bRet = Shell_NotifyIcon(NIM_ADD, &tnd);

    }else{

        ShowWindow(SW_SHOWNA);

        SetForegroundWindow();

        bRet = Shell_NotifyIcon(NIM_DELETE, &tnd);

    }

    return bRet;

}

void CChatRoomDlg::OnMenuTrayinco()

{

    TrayMyIcon();

}

LRESULT CChatRoomDlg::OnTrayCallBackMsg(WPARAM wparam, LPARAM lparam)

{

    switch(lparam)

    {

    case WM_RBUTTONUP:

        {

            CMenu mMenu, *pMenu = NULL;

            CPoint pt;

            mMenu.LoadMenu(IDR_MENU2);

            pMenu = mMenu.GetSubMenu(0);

            GetCursorPos(&pt);

            SetForegroundWindow();

            pMenu->TrackPopupMenu(TPM_LEFTALIGN | TPM_RIGHTBUTTON, pt.x, pt.y, this);

            break;

        }

    case WM_LBUTTONDBLCLK:

        ShowWindow(SW_RESTORE);

        SetForegroundWindow();

        TrayMyIcon(FALSE);

        break;