网络编程课程设计(局域网信息广播)

1、引言 (2)

1.1课程设计目的 (2)

1.2课程设计要求 (2)

1.3编程环境 (2)

2、需求分析 (3)

2.1开发背景 (3)

2.2功能要求 (3)

3、相关协议及原理 (4)

3.1 UDP协议 (4)

3.2客户机/服务器模式 (4)

3.3基本套接字 (4)

4、系统设计 (7)

4.1 设计思想 (7)

4.2系统功能 (7)

4.3系统架构 (7)

4.4 模块设计 (7)

5、详细设计与实现 (9)

5.1 服务器端 (9)

5.2客户端： (10)

5.3 窗口截图 (12)

6、总结： (14)

7、参考文献： (15)

1、引言

网广播系统是典型的企业信息管理系统,其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库。而对于后者则要求应用程序功能完备,易使用等特点。基于VC的局域网广播系统介绍了如何使用组播（多点广播）这种相当新的技术以实现C/S模式的广播，以及基于UDP（用户数据报协议）的传输方式是怎样进行数据传输的，它的速度、安全性以及与基于TCP的通信有何不同。

1.1课程设计目的

用我们所学过的知识，以达到巩固所学知识，提高我们思考问题、分析问题和解决问题能力的目的。学会基于VC6.0 的程序开发的环境搭建与配置，并在实际运用中学习和掌握VC程序开发的全过程。

进一步熟悉掌握VC++程序设计语言的基础内容，如用户图形界面设计、VC多线程编程、基于Socket程序的设计、文件和网络输入输出流编程等

通过亲自动手写程序，一方面拓展知识面，一方面锻炼调试能力。

1.2课程设计要求

通过对基于局域网的消息广播系统的设计，熟悉UDP协议以及套节字编程原理；性能，熟悉VC及Socket/ServerSocket编程方法，理解C/S工作模式。按要求编写课程设计报告书，培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力。包括学会自己分析解决问题的方法，对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案。

1.3编程环境

Microsoft Visual C++是Microsoft公司推出的开发Win32环境程序，面向对象的可视化集成编程系统。它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点，而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2，WinSock网络、3D控制界面。Visual C++ 6.0集成了MFC6.0，于1998发行。发行至今一直被广泛地用于大大小小的项目开发。但是，这个版本在WindowsXP下运行会出现问题，尤其是在调试模式的情况下（例如：静态变量的值并不会显示）。这个调试问题可以通过打一个叫“Visual C++ 6.0Processor Pack”的补丁来解决。奇怪的是，这个网页强调用户也必须运行Windows 98、Windows NT4.0、或Windows 2000。

2、需求分析

2.1开发背景

广播系统具有实用性、经济性、便捷性等特点，广泛应用于各种公共场合，如进行全校的公共广播、课间操、召开全校大会等。利用传统广播的概念，将其与网络连接起来，即可实现网络资源共享，典型的例子如：网络教学。

在网络越来越发达的今天,人们对网络的依赖越来越多,越来越离不开网络, 基于VC6.0的局域网广播系统能更方便的在局域网中传递信息，因此产生了制作一个局域网的广播系统；而且通过制作该程序还能更好的学习网络软件编程知识.

2.2功能要求

实现一个局域网环境下的文件的广播以及接收系统：一行一行读取文件然后广播,同一子网掩码下的的用户都可以接收并查看。

3、相关协议及原理

3.1 UDP协议

用户数据报协议（UDP）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。

由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用 UDP 的“端口号”完成的。例如，如果一个工作站希望在工作站128.1.123.1 上使用域名服务系统，它就会给数据包一个目的地址128.1.123.1 ，并在 UDP 头插入目标端口号 53 。源端口号标识了请求域名服务的本地机的应用程序，同时需要将所有由目的站生成的响应包都指定到源主机的这个端口上。 UDP 端口的详细介绍可以参照相关文章。

3.2客户机/服务器模式

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/Server model)。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。客户机/服务器模式在操作过程中采取的是主动请示方式：

首先服务器方要先启动，并根据请示提供相应服务：（过程如下）

1、打开一通信通道并告知本地主机，它愿意在某一个公认地址上接收客户请求。

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。

4、返回第二步，等待另一客户请求

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、向服务器发送服务请求报文，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。

3.3基本套接字

为了更好说明套接字编程原理，给出几个基本的套接字：

1、创建套接字——socket()

功能：使用前创建一个新的套接字

格式：SOCKET PASCAL FAR socket(int af,int type,int procotol); 参数：af: 通信发生的区域

type: 要建立的套接字类型

procotol: 使用的特定协议

2、指定本地地址——bind()

功能：将套接字地址与所创建的套接字号联系起来。

格式：int PASCAL FAR bi nd(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);

参数：s: 是由socket()调用返回的并且未作连接的套接字描述符（套接字号）。

其它：没有错误，bind()返回0，否则SOCKET_ERROR

地址结构说明：

struct sockaddr_in

{

short sin_family;//AF_INET

u_short sin_port;//16位端口号，网络字节顺序

struct in_addr sin_addr;//32位IP地址，网络字节顺序

char sin_zero[8];//保留

}

3、建立套接字连接——connect()和accept()

功能：共同完成连接工作

格式：int PASCAL FAR connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR * name,int namelen);

SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR * name,int FAR * addrlen);

参数：同上

4、监听连接——listen()

功能：用于面向连接服务器，表明它愿意接收连接。

格式：int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);

5、数据传输——send()与recv()

功能：数据的发送与接收

格式：int PASCAL FAR send(SOCKET s,const char FAR* buf,int len,int flags);

int PASCAL FAR recv(SOCKET s,const char FAR * buf,int len,int flags);

参数：buf:指向存有传输数据的缓冲区的指针。

6、多路复用——select()

功能：用来检测一个或多个套接字状态。

格式：int PASCAL FAR select(int nfds,fd_set FAR * readfds,fd_set FAR * writefds,

fd_set FAR * exceptfds,const struct timeval FAR * timeout);

参数：readfds:指向要做读检测的指针

writefds:指向要做写检测的指针

exceptfds:指向要检测是否出错的指针

timeout:最大等待时间

7、关闭套接字——closesocket()

功能：关闭套接字s

格式：BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);

4、系统设计

4.1 设计思想

整个系统分为广播发送端和接收端，发送端发送数据信息到多播组。接受端可以选择接收与不接收，服务器端是信息的中心。服务器端可以打开指定的文件，通过定时器不断发送信息，同时可以自己显示正在发送和已发送的信息。客户端则可以选择接收和停止接收，同时显示接收到的内容。

本课程设计按照系统的具体功能要求，首先应用Socket编程创建客户端和服务器端，每个接收端就会相应的创建一个线程，它们之间通过这个连接来实现数据通信；然后在发送端和接收端设置一个监听器，用于监听发出的消息。并根据消息做出不同的动作。

4.2系统功能

该系统实现了局域网内部的信息广播，,同一子网掩码下的用户都可以接收并查看。发送端发送的信息。发送端可以开始发送和停止发送，接收端也可以接收和停止接收，两端都可以显示发送的信息。

4.3系统架构

（1）选择用户数据报协议UDP，使用VC的socket编程机制，分别建立发送端与接收端，自己可以设定主机的地址。

（2）分别设计发送端与接收器端的界面，并使用MFC程序用户界面的开发工具包Swing进行窗体界面的布局，以及实现部分窗口事件的相应。

4.4 模块设计

（1）广播发送端:

主要实现向各个接收端发布广播消息。

1、选择要发送的文件：可以选择路径。

2、发送信息：运用MulticastSocket多播数据报套接字类用于发送和接收 IP 多播包。设置Timer计时器在指定时间间隔触发一个或多个 ActionEvent。

3、显示消息：显示发送的内容和已发送的内容。主要用BufferedReader(Reader in)

创建一个使用默认大小输入缓冲区的缓冲字符输入流用来每次显示一行正发送的内容。显示已发送的内容则要使用append(String str) 将给定文本追加到文本区的当前文本。

（2）客户端：

主要实现接收发送端发送的消息，和发送端一样可以显示已接收的信息内容。和接受端得一个重要的区别在于它不需要打开一个文件，代码要简单一点。

5、详细设计与实现

5.1 服务器端

//Server.cpp

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#include

#include

#include

#include

#define MCASTADDR "233.0.0.1" //本例使用的多播组地址。#define MCASTPORT 5150 //绑定的本地端口号。

#define BUFSIZE 1024 //接收数据缓冲大小。

int main( int argc,char ** argv)

{

WSADATA wsd;

struct sockaddr_in remote;

SOCKET sock,sockM;

TCHAR sendbuf[BUFSIZE];

int len = sizeof( struct sockaddr_in);

if( WSAStartup( MAKEWORD(2,2),&wsd) !=0)

{

printf("WSAStartup() failed\n");

return -1;

}

if((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0,NULL,0, WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF|WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF| WSA_FLAG_OVERLAPPED)) == INVALID_SOCKET)

{

printf("socket failed with:%d\n",WSAGetLastError()); WSACleanup();

return -1;

}

remote.sin_family = AF_INET;

remote.sin_port = htons(MCASTPORT);

remote.sin_addr.s_addr = inet_addr( MCASTADDR );

if(( sockM = WSAJoinLeaf(sock,(SOCKADDR*)&remote, sizeof(remote),NULL,NULL,NULL,NULL,

JL_BOTH)) == INVALID_SOCKET)

{

printf("WSAJoinLeaf() failed:%d\n",WSAGetLastError()); closesocket(sock);

WSACleanup();

return -1;

}

while(1)

{

printf("发送 :");

scanf("%s",sendbuf);

if(sendto(sockM,(char*)sendbuf,strlen(sendbuf),0,(struct sockaddr*)&remote,sizeof(remote))==SOCKET_ERROR)

{

printf("sendto failed with: %d\n",WSAGetLastError()); closesocket(sockM);

closesocket(sock);

WSACleanup();

return -1;

}

if(strcmp(sendbuf,"QUIT")==0) break;

Sleep(500);

}

closesocket(sockM);

closesocket(sock);

WSACleanup();

return 0;

}

5.2客户端：

// Client.cpp

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#include

#include

#include

#include

#define MCASTADDR "233.0.0.1" //本例使用的多播组地址。

#define MCASTPORT 5150 //绑定的本地端口号。

#define BUFSIZE 1024 //接收数据缓冲大小。

int main( int argc,char ** argv){

WSADATA wsd;

struct sockaddr_in local,remote,from;

SOCKET sock,sockM;

TCHAR recvbuf[BUFSIZE];

int len = sizeof( struct sockaddr_in);

int ret;

//初始化WinSock2.2

if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0){

printf("WSaStartup() failed\n");

return -1;

}

if((sock=WSASocket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0,NULL,0,

WSA_FLAG_MULTIPOINT_C_LEAF|WSA_FLAG_MULTIPOINT_D_LEAF|

WSA_FLAG_OVERLAPPED)) == INVALID_SOCKET){

printf("socket failed with:%d\n",WSAGetLastError());

WSACleanup();

return -1;

}

// 将sock绑定到本机某端口上

local.sin_family = AF_INET;

local.sin_port = htons(MCASTPORT);

local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

if( bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) == SOCKET_ERROR ) {

printf( "bind failed with:%d \n",WSAGetLastError());

closesocket(sock);

WSACleanup();

return -1;

}

//加入多播组

remote.sin_family = AF_INET;

remote.sin_port = htons(MCASTPORT);

remote.sin_addr.s_addr = inet_addr( MCASTADDR );

if(( sockM = WSAJoinLeaf(sock,(SOCKADDR*)&remote,sizeof(remote),NULL,NULL,NULL,NUL L, JL_BOTH)) == INVALID_SOCKET)

{

printf("WSAJoinLeaf() failed:%d\n",WSAGetLastError());

closesocket(sock);

WSACleanup();

return -1;

}

//接收多播数据，当接收到的数据为"quit"时退出。

while(1)

{

if(( ret = recvfrom(sock,recvbuf,BUFSIZE,0,(struct sockaddr*)&from,&len)) == SOCKET_ERROR)

{

printf("recvfrom failed with:%d\n",WSAGetLastError());

closesocket(sockM);

closesocket(sock);

WSACleanup();

return -1;

}

if( strcmp(recvbuf,"QUIT") == 0 ) break;

else {

recvbuf[ret] = '\0';

printf("RECV:' %s ' FROM<%s> \n",recvbuf,inet_ntoa(from.sin_addr));

}

}

closesocket(sockM);

closesocket(sock);

WSACleanup();

return 0;

}

5.3 窗口截图

局域网广播客户端初始界面，如图：

局域网广播服务器端初始界面，如图：

发送/接收到的信息界面，如图：

6、总结：

经过努力,我终于将课程设计做完了。在这次作业过程中,我遇到了许多困难,但在老师，同学的帮助和我的努力下，我顺利的完成了设计。这个程序代码并不多，也不复杂，但程序编写中用到了VC中的组件，面板容器，事件处理，线程的创建、同步，输入输出处理，内部类，异常处理，和网络通信的知识，这次的课程设计让我受益非浅。设计过程中对程序整体的认知不够准确，只能想到一部分功能而不能

满足整体的要求。通过查询参考书和向同学请教，最后终于搞明白了。在整个设计过程中，对我来说，收获最大的是方法和能力，那些分析和解决问题的方法与能力。在整个过程中,我发现我的理论知识和实际应用脱节。总体来说,我觉得做这种设计对我的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，对学过的理论进行深入的理解，这就为我们以后进行相关的工作打下了基础。

7、参考文献：

[1] 任泰明著. TCP/IP协议与网络编程. 西安电子科技大学出版社. 2004

[2] 邓全良著. Winsock网络程序设计. 中国铁道出版社. 2002

[3]局域网(第7版).电子工业出版社

来源：https://www.360docs.net/doc/689684056.html, sdeer圣迪奥