P2P在線通信系統的實現范文

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基于局域網的即時通信工具，實際上是互聯網即時通信工具的一個小規模版，廣域網上的即時通信工具，如今一般采用UDP或者TCP協議體系來實現，開發技術已經比較成熟，比如較早的MSN即時通信軟件，還有國產的有名的QQ，網易泡泡這些工具統統都實現了廣域網上的即時通信，盡管都實現了即時通信以及文件傳輸的主要功能，但是也各有各的特色，MSN的個性化表情，網易泡泡的易操作性等。而QQ也具有一個相當方便的屏幕截圖功能，另外就是，所有上述軟件都實現了網絡即時視頻，語音聊天功能。這些軟件在使用方面各有特色，在實現方面也各有所長，但由于這些產品正在商業運營階段，其實現方式屬于商業機密，具體細節不可能得知，但是它在大的方面無非就是各種利用各種平臺上的網絡通信接口，建構基于下層TCP/IP,或者UDP/IP協議的軟件產品。在局域網內，這些功能的實現跟廣域網相比更加簡單，因為局域網的網絡結構本身比廣域網要復雜，但是又可借此理解網絡協議以及網絡通信工具的實現原理，所以仍然極具研究價值。本文將討論一種基于Socket的局域網通信工具的設計與實現方法，它具有信息收發速度快，保密性好，占用網絡帶寬資源低，占用服務器吞吐能力低，易于編程實現等優點。

1功能設計

該在線通信系統采用C/S架構，在此架構中，服務器端與客戶端是相互依賴的。客戶端啟用以后，需要查看服務器端是否在線，服務器在線才能正常使用客戶端，如果服務器不在線，則在檢測一定次數后自動退出客戶端程序。在使用過程中，如果客戶端在指定時間內未向服務器端發送信息，服務器認為客戶端下線；客戶端在一定時間內未收到服務器端信息，認為服務器已經下線，則提示用戶并建議退出，用戶在一定時間后沒有退出則自動關閉客戶端程序。客戶端是直接連接到擁有靜態IP的服務器上的，此在線通信系統沒有提供掃描功能所以需要指定服務器地址和昵稱，客戶端實現功能簡單，僅能在客戶端之間相互發送消息。

2基于Socket的C/S結構設計

MFC提供了兩個套接字類，在不同的層次上對WindowsSocketAPI函數進行了封裝，為編寫WindowsSocket網絡通信程序提供了兩種編程模式。CAsyncSocket類，在低層次上對WindowsSocketAPI進行封裝，其成員函數和WindowsSocketAPI的函數調用直接對應。必須自己處理阻塞問題、字節順序問題和字符串轉換問題。CSocket類，從CAsyncSocket類派生來的，是對WindowsSocketAPI的高級封裝。（1）CSocket類結合archive類來使用套接字，就像MFC的序列化協議一樣。（2）CSocket類管理了通信的許多方面，如字節順序問題和字符串轉換問題。（3）CSocket類為Windows消息的后臺處理提供了阻塞的工作模式，這是Carchive同步操作所必需的。下面是使用CSocket對象進行客戶和服務器之間通信的一般編程模型，它只適用于數據流套接字。(1)分別構造服務器和客戶端套接字對象。(2)調用對象的Create函數創建套接字，而Create函數會調用Bind函數將此套接字綁定到指定的地址。需要注意的是為服務器創建套接字是需要為其指定端口號。(3)套接字創建完畢后，服務器調用Listen成員函數開始偵聽客戶的連接請求，而客戶可以調用Connect成員函數向服務器請求連接。(4)當服務器監聽到客戶連接請求時，創建一個新的套接字，并將其傳送給Accept成員以進行數據的發送和接收。(5)為服務器和客戶端的套接字對象分別創建一個與之相聯系的CSocketFile對象。(6)為服務器和客戶端的套接字對象分別創建一個與CSocket-File相聯系的CArchive對象以進行數據的發送和接收。(7)使用CArchive對象在客戶端和服務器套接字之間傳送數據。(8)在任務完成后，銷毀CArchive、CSocketFile和CSocket對象。

3功能實現

用戶通信前必須安裝到本地計算機，通過正確設置后就可以進行實時p2p通信。客戶端的實現主要分為登錄模塊、在線用戶顯示模塊、通信模塊、監聽模塊、請求模塊五部分。在登錄模塊用戶通過設置服務器端IP地址和用戶昵稱就可以連接上服務器，在昵稱部分不能用字符‘|’‘、？’。當用戶成功連接服務器登錄后，客戶端就由登錄模塊進入在線用戶顯示模塊，這個模塊能顯示同一網段內在線的用戶并能定時刷新在線用戶列表。用戶通過雙擊（除了用戶自己外）在線用戶就可以與其進行實時通信。在線用戶的基本信息。服務器端由三部分組成：監聽應答模塊、請求模塊、窗口管理模塊。窗口管理模塊主要以可視化的形式反映出基本的服務器及用戶信息。左側最新信息部分記錄著服務器的狀態，右側在線用戶部分記錄著在線用戶的昵稱、IP地址，服務器能定時的刷新在線的用戶。監聽應答模塊主要負責監聽客戶端發送來的連接請求并給與處理，監聽模塊主要使用OnAccept()函數調用Ac-cept()函數通知監聽的socket應答待連接的客戶端請求。如果客戶端連接成功則服務器把這個用戶加入到在線用戶列表。請求模塊主要負責告知服務器已創建的socket客戶端發送的數據緩存在buffer中，通過調用Receive()函數讀取buffer中的數據。請求模塊還可以告知服務器已創建的socket和客戶端的連接已斷開，然后服務器用戶信息列表部分定時刷新顯示在線的用戶。

4運行結果

用三臺機器通過交換機構成一個局域網，進行正確的網絡配置，三臺機器上都安裝了WINDOWS操作系統，一臺安裝服務器程序，另外兩臺安裝客戶端程序。在使用通信系統前必須啟動服務器，如果服務器未啟動或意外關閉客戶端將無法登錄。(1)雙擊服務器程序圖標運行服務器，將會彈出對話框。(2)單擊啟動服務器按鈕，啟動服務器。服務器程序運行后，可以在本地運行客戶單程序。(1)雙擊客戶端應用程序圖標，啟動客戶端，進入登錄界面。(2)在登錄界面填寫服務器IP和用戶昵稱，確定后連接上服務器進入在線用戶列表窗口。(3)在在線用戶列表窗口雙擊想要與之通信的對象，打開了通信窗口，之后即可進行通信。

作者：朱浩悅 張軍軍 周楠 徐陽 單位：西安文理學院信息工程學院