基于TCPIP协议的实时语音聊天系统的实现

基于TCP/IP协议的实时语音聊天系统的实现 (1)

1 实时语音聊天系统概述 (3)

1.1 实时语音聊天系统的历史 (3)

2 实时语音聊天系统的技术及需求分析 (1)

图2-7 音频回放数据流程图 (21)

3 实时语音聊天系统的实现 (1)

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4 软件测试 (1)

这个实时语音聊天软件的主程序界面如图4-1所示，点击右下角和右上角的按钮都可以退出该软件，但是如果是处于语音聊天状态而要强制退出程序的话建议点击右下角退出按钮而不是右上角的红色按钮。因为在语音聊天过程中对内存的读写要求比较严格，如果强制关闭程序则可能会发生内存读写错误，从而导致整个操作系统暂时无法响应。 (1)

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图4-1 实时语音聊天软件主界面 (2)

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其中左上角的菜单中包括4个子选项，分别是连接，断开，等待连接和测试。在菜单栏下面有三个快捷键按钮，其中按键“”对应菜单选项中的“连接”，直接点击也可弹出如图4-3所示的对话框。按键“”对应菜单选项中的“断开”，当用户按下这个按键时，将会立即结束聊天，无论是在与对方聊天状态下还是在本机测试状态下，这个键都将无条件结束正在进行的语音处理过程。按键“”对应菜单项中的“测试”，直接点击这个按键软件就会直接跳转到本机测试状态来响应本机用户对软件的测试。如果用户想让它处在被动接听状态，那么就点击菜单中的“等待连接”键，如图4-2。 (2)

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图4-2 实时语音聊天菜单界面 (3)

点击“连接”按键，将会弹出一个对话框，如图4-3所示。 (4)

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图4-3 IP地址输入框 (4)

在IP地址框中输入对方IP点击“开始”，等待对方连接。如果对方拒绝或输入的IP错误则会弹出一个对话框，如图4-4所示。 (4)

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图4-4 拒绝聊天对话框 (5)

在工具菜单中只有一个选项，点击即可获取IP，如图4-5所示。 (5)

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图4-5 实时语音聊天软件工具栏 (6)

当请求信息到达对方时，就会弹出一个对话框，提示用户是否同意语音聊天，如图4-6所示。 (6)

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图4-6 实时语音聊天软件请求连接对话框 (7)

在该语音聊天软件主界面上，点击“菜单”按键，就会有一个下拉菜单，包含四个选项：连接、断开、等待连接和测试。如果点击连接，就会弹出一个IP地址输入的对话框，输入对方IP地址后点击“开始”，等待对方连接。如果对方拒绝或输入的IP错误则会弹出一个对话框，提示用户连接失败。而当请求信息到达对方时，就会弹出一个对话框，提示用户是否同意语音聊天，若对方点击确定，双方用户就可以进行语音通话了。若双方想结束通话，可以点击“”或者在“菜单”键的下拉菜单中的“断开”键都可以结束通话，然后点击主界面右上角的红色按键就可以退出该聊天软件了。另外，点击“”键或菜单项中的“测试”，该软件就会直接跳转到本机测试状态来响应本机用户对软件的测试。如果用户想让它处在被动接听状态，那么就点击菜单中的

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“等待连接”键。在软件主界面上还有一个按键“工具”，点击后就回出现一个选项，点击即可获取本机IP。以上所述就是整个用户界面的实际聊天过程。 (7)

结束语 (1)

参考文献： (1)

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基于TCP/IP协议的实时语音聊天系统的实现

引言随着通信网络技术的发展，人们之间的交流方式越来越方便，文本聊天已经不能满足人们节奏日益加快的生活，语音聊天的技术变得不可或缺。即时通信自从上世纪80年代末出现以来，即时通信逐渐涵盖了微博、音乐、电子邮件、视频、游戏和搜索等多种功能。目前市面使用较多的即时通信软件包括微博、微信、腾讯QQ、YY、Facebook等等，就连支付宝和淘宝等软件也增添了加好友聊天的新功能。

实时语音聊天系统是即时通信系统的一个核心部分，它利用当今盛行的网络编程技术，面向各种局域网用户，利用TCP/IP协议以及相关技术实现局域网内实时语音聊天，为各企业公司职员的交流提供了方便，一起解决工作

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中面临的难题，为各类局域网用户带来方便。

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1 实时语音聊天系统概述

1.1 实时语音聊天系统的历史

近年来，计算机正在改变我们的通信、工作和娱乐的方式。随着网络时代的到来，通过网络实现人与人之间跨区域的实时交流已经可以实现。但网络只能提供硬件技术上的支持，如果想通过网络实现没有地域局限的交流还需要软件技术的支持。因此，为满足人们的需要，聊天系统就应运而生了。最早的聊天系统仅仅是在UNIX环境下，利用talk指令在用户间建立纯文字的在线交流，它只能传输一般ASCⅡ码。随着通信网络技术的快速发展，实时语音的传输已经能够实现。

1.2 实时语音聊天系统的发展前景

随着互联网用户数量的增加和使用领域的逐步拓展，基于TCP/IP协议的

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实时语音聊天系统开始焕发生机。实时语音聊天系统能够提供一个支持语音和数据通信双向通信的协作框架，因此能够让用户利用网络享受实时语音聊天系统带来的语音和数据的双重便利。实时语音聊天系统的主要特点为效率高、移动性强、连续性好和成本低廉，这些优点都满足了公司职员的需要。实时语音聊天系统能够创建一个虚拟的工作空间，因此可以为公司职员提供更好的移动性。实时语音聊天系统的另一重要优势是可以节省大量的成本，它能够集成若干个分支机构，可以提供功能更强大的通信，继而使不同地区的职员之间的交流更加亲密。实时语音聊天系统的效率高体现在人与人之间可以跨区域的进行语音交流，就像两个人面对面交流一样，而省去了输入文本和阅读文本的时间，因此该系统能够为企业节省更多的时间，从而公司可以有更多的时间去做其他事。

企业成功的立业之本是为客户提供优质全面的服务。为留住客户和反复赢得商机，大多数企业都会以多种方式紧密地与客户沟通，及时了解客户的需要以便为客户提供更优越的服务。基于TCP/IP协议的实时语音聊天系统能够使企业以崭新的方式和客户沟通，还能够享受降低基础设施成本的优势，它还能使企业更方便、更有效地利用企业资源为客户服务。

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2 实时语音聊天系统的技术及需求分析

2.1 TCP/IP协议

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，即传输控制协议/互联网络协议，其开发的目的是美国的国防部高级计划研究局DARPA为实现Internet的前身ARPANET。该协议是Internet国际互联网络基本和实际上遵守的规范，其规范了网络上的所有通信设备，尤其是两台主机之间的数据往来格式以及传输方式[1]。

TCP/IP协议与OSI的七层参考模型并不完全相同。OSI的体系结构规定了一个7层模型,即物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层[2], 该模型的能够使不同硬件在同样的层次上相互通信。TCP/IP 协议分为四层，分别是应用层、传输层（TCP）、互联网络层和数据链路层，与OSI模型的对应关系如图2-1。

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基于TCP/IP协议的实时语音聊天系统的实现

在物理和数据链路层中TCP/IP能够支持全部标准的和专用的协议。网络层能够为主机与主机之间的通信提供服务，并能把分组从一台主机发送到另一台主机。传输层的作用是将两个端系统间的IP交付服务扩展为运行在两个端系统上的进程之间的交付服务，提供进程逻辑通信功能[3]。传输层协议是在端系统中实现的，其中包括UDP和TCP。应用层协议定义了进程间交换的报文格式和顺序，以及传输和接收到报文采取的动作，其中包括交换的报文类型、报文类型的语法、字段的语义、报文响应规则等[4]。

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图2-1 TCP/IP和OSI模型的关系2.2 套接字简介

2.2.1 套接字技术

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套接字（Socket）是TCP/IP的基本操作单位，可以当作是多个主机之间进行双向通信的端点。套接字是基于C/S这种经典模型设计的,它的功能是利用一个对端双向的通信方式,将网络上跨区域的应用程序进行连接,然后进行资源的共享和数据的交换[5]。套接字主要包含三个参数，分别是通信的目标IP地址、所用的传输层协议（TCP或UDP）以及所用的端口号。通过把这些参数衔接起来，与一个套接字绑定，应用层就能和传输层利用套接字接口，把源于不同应用程序进程和网络连接的通信区分开，使数据传输的并发服务得以实现。

套接字能看作在两个程序之间进行通信连接中的一个中间点，连接应用程序和网络驱动程序，在应用程序中创建的套接字与网络驱动之间通过绑定建立关系后，应用程序给套接字传送的数据，再从套接字网络驱动程序发送到网络中。电脑从网络上收到与该套接字绑定IP地址和端口号相关的数据后，由网络驱动程序交给套接字，应用程序就能够从套接字中提取接收到的数据，这就是网络应用程序通过套接字进行数据收发的过程。

2.2.2 套接字通信过程

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通过网络进行通信，最少需要两个套接字，其中一个客户端（Client Socket）运行,另一个在服务器端（Server Socket）服务。依据连接启动的方式和本地要连接的目标，Socket之间的连接过程分为服务器监听、客户端请求和连接确认三个步骤。

服务器监听指的是Server Socket并不能定位具体的Client Socket，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态。客户端请求是由Client Socket向Server Socket提出连接请求。因此，客户端的Socket必须先确定出它要连接服务器的Socket，并指明Server Socket的地址端口号，最后再向Server Socket 提出连接请求，连接确认是当Server Socket监听到或收到Client Socket的连接请求时响应Client Socket的请求，建立一个全新的线程，并把Server Socket 的信息发送给客户端，一旦当客户端确认连接时，连接就建立成功了。而服务器端则继续处于监听状态，继续接收其他客户端的连接请求。

2.3 P2P模型

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P2P(Peer to Peer,对等网络)模型，是指网络中的物理节点在逻辑上以相同的地位进行通信的模型，而不是处理能力的对等[6]。对于传统的集中式C/S 模型，其减弱了服务器的概念。系统中的各个节点不再区分服务器和客户端的角色关系。每个节点既可请求服务，也可提供服务，节点之间可以直接交换资源和服务而不必通过服务器[7]。用户之间直接共享资源是P2P的最大特点，这个特点使PC变成拥有Server和Client双重特征的设备。目前P2P的构架手段主要有集中目录式P2P、纯P2P和混合P2P模式三种[8]。如图2-2所示。

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图2-2 P2P模型的三种模式

集中目录式P2P模式也称为非纯粹的P2P结构，是最早出现的P2P应用模式，一如既往的具备中心化这个特点，最具有代表性的就是用于共享MP3音乐文件的Napster。在这种模式中，各个节点都与中心目录服务器建立连接，中心目录服务器负责各个节点的内容，当节点发送出请求时，中心目录服务器会依据节点的请求搜寻出合乎该节点需求的节点，最后文件交换就直接在这两个节点之间进行。

纯P2P模型中资源随机地分布在系统所有的节点中，每个节点的请求都会被广播给全部和它直接连接的节点，如果这些节点中都不包含所请求的文件，这些节点就会把这个请求接着广播给全部和它们直接连接的节点，直到

搜寻到所请求的文件或者广播的次数超过了某个数值为止。

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混合式P2P凝聚了中心化P2P和纯P2P各自的优点，选择性能（处理、存储、带宽等方面）较高的节点当作超级节点，在所有超级节点中储存了系统中其它节点的信息，混合式P2P中，搜索数据包仅在超级节点之间转发，由超级节点将搜寻到的请求转发给合适的叶子节点。

2.4 MFC开发技术

2.4.1 MFC的特点

MFC是由微软提供并运用于在C++环境下编写程序的一个框架和引擎，VC++是在Windows环境下开发人员使用的专业软件开发平台，MFC就是挂在它上面的一个辅助软件开发包，MFC是与VC++密不可分的一部分。

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