【正文】 ...29 一對(duì)多通信模塊設(shè)計(jì) .................................................................................29 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)文件傳輸模塊設(shè)計(jì) .........................................................................30五. 系統(tǒng)測(cè)試 ..............................................................................................................32 ....................................................................................................................32 ................................................................................................................33 課題背景Inter 是目前世界上最大的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它遍布全球，并將世界各地不同規(guī)模和大小的網(wǎng)絡(luò)連接成為一個(gè)整體。目前基于 Inter 的應(yīng)用已經(jīng)非常多了，例如網(wǎng)上收發(fā)郵件、網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上看電影等等。這些應(yīng)用無不在改變?nèi)藗兊纳顐鹘y(tǒng)生活方式。目前人們進(jìn)行信息交流的方式非常多，例如電報(bào)、電話、電子郵件等通訊手段。但是這些都存在不便利或者費(fèi)用方面的問題，例如電子郵件，雖然費(fèi)用不高，甚至可以免費(fèi)使用，但是無法實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊，只能作為一種輔助交流的通訊手段。這時(shí)開發(fā)一套網(wǎng)絡(luò)聊天系統(tǒng)變得尤為重要，通過該系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交流，還能夠?qū)崿F(xiàn)多人同時(shí)聊天，并且可以相互傳遞文件資料。最主要的是，它的費(fèi)用非常低廉，信息處理速度快，這樣人們才能在這個(gè)活動(dòng)的社會(huì)中加強(qiáng)聯(lián)系，從而創(chuàng)建出更多的財(cái)富和價(jià)值。 課題研究?jī)?nèi)容及意義目前已有的一些網(wǎng)絡(luò)聊天系統(tǒng)已經(jīng)非常多了，例如騰訊的 ，網(wǎng)易的泡泡等等。這些網(wǎng)絡(luò)聊天系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟了，不過它們都要求用戶必須連接互聯(lián)網(wǎng)才能夠進(jìn)行通信。目前有很多公司，由于保密公司并不會(huì)讓員工連入互聯(lián)網(wǎng)，所以這些軟件都將無法使用。這是就需要開發(fā)一款能夠在公司局域網(wǎng)中使用的聊天系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)公司內(nèi)部員工的通訊和交流。該系統(tǒng)分為服務(wù)器端和客戶端兩個(gè)不同的程序，其中服務(wù)器端需要運(yùn)行在公司的服務(wù)器上，而客戶端需要部署到公司員工的機(jī)器上。這樣員工只需要打開客戶端并登錄到服務(wù)器，就可以與局域網(wǎng)上的其他員工彼此之間發(fā)送信息，并傳送資料了。本課題主要研究的是基于 Socket 的聊天軟件，此聊天軟件分為服務(wù)器程序和客戶端程序，本課題的目標(biāo)是能實(shí)現(xiàn)用戶在客戶端與服務(wù)器端傳遞信息。主要研究開發(fā)內(nèi)容是：熟悉系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，探索在此開發(fā)平臺(tái)下，利用 Socket 編程技術(shù)、多線程開發(fā)技術(shù)、TCP/IP 協(xié)議等進(jìn)行聊天軟件的實(shí)際開發(fā)。具體要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)如下：(1) 實(shí)現(xiàn)用戶的注冊(cè)、登陸、修改信息等功能 (2) 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，即私聊(3) 實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的通信，即群聊 (4) 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的文件傳輸 。 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 介紹 Java 語言概述Java 語言是目前流行的一種網(wǎng)絡(luò)編程語言，它的面向?qū)ο蟆⒖缙脚_(tái)和分布應(yīng)用等特點(diǎn)給編程人員帶來一種嶄新的計(jì)算概念，使 WWW 由最初的單純提供靜態(tài)信息發(fā)展到現(xiàn)在的提供各種各樣的動(dòng)態(tài)服務(wù)。Java 不僅能夠編寫嵌入網(wǎng)頁中具有聲音和動(dòng)畫功能的小應(yīng)用程序，而且還能夠應(yīng)用于獨(dú)立的大中型應(yīng)用程序，其強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能可以把整個(gè) Inter 作為一個(gè)統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)，極大地拓展了傳統(tǒng)單機(jī)或 Client/Server 模式應(yīng)用程序的外延和內(nèi)涵。從 1995 年正式問世以來，Java 逐步從一種單純的高級(jí)編程語言發(fā)展為一種重要的 Inter 開發(fā)平臺(tái)，并進(jìn)而引發(fā)帶動(dòng)了 Java 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大，成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)業(yè)界不可忽視的力量和重要的發(fā)展潮流與方向。（1）Java 語言的起源最早 Java 語言的出現(xiàn)是源于獨(dú)立開發(fā)平臺(tái)語言的需要，當(dāng)時(shí)人們希望能編寫出嵌入到各種家用電器等設(shè)備的芯片上、且易于維護(hù)的程序。它的出現(xiàn)是為了彌補(bǔ)當(dāng)時(shí)的編程語言，例如 C、C++等只能對(duì)特定的 CPU 芯片進(jìn)行編譯的缺陷。Java 的設(shè)計(jì)者們就大膽設(shè)想讓更換芯片的電器還是能夠正確運(yùn)行，無需重新編譯芯片，因此 Sun 公司于 1990 年成立了由 James Gosling 領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)小組，開始致力于開發(fā)一種可移植的、跨平臺(tái)的語言，該語言能生成正確運(yùn)行于各種操作系統(tǒng)、各種 CPU 芯片上的代碼。經(jīng)過他們的精心鉆研和努力，便促成了 Java語言的誕生。（2）Java 語言的發(fā)展前景在 2022 年的 Java One 開發(fā)者大會(huì)上，James Gosling 做了題為“Java 技術(shù)下一個(gè) 10 年貢獻(xiàn)”的演講，James Gosling 認(rèn)為，Java 技術(shù)提高了計(jì)算的“流動(dòng)性” ，就如同貨幣的發(fā)明提高了商品的流動(dòng)性一樣。無所不在的網(wǎng)絡(luò)豐富了每個(gè)人的信息量，就如同可以兌換的貨幣產(chǎn)生了財(cái)富一樣。由于從前的網(wǎng)絡(luò)速度是很慢的，所以計(jì)算被束縛在特定的計(jì)算機(jī)上，而這種情況將一去不復(fù)返了。目前，全球 Java 開發(fā)人員已經(jīng)超過 450 萬，因此 Java 社區(qū)是一個(gè)充滿活力和創(chuàng)新精神的團(tuán)隊(duì)，這正是 Java 更加繁榮的保障。為了保持 Java 的增長(zhǎng)和推進(jìn) Java 社區(qū)的參與，Sun 在 Java One 開發(fā)者大會(huì)上宣布開放 Java 核心源代碼，以鼓勵(lì)更多的人參與到社團(tuán)活動(dòng)中來，這是 Sun 為推進(jìn)社團(tuán)發(fā)展和維護(hù)Java 技術(shù)兼容性而邁出的重要一步，同時(shí)也是 Java 技術(shù)在創(chuàng)新和社會(huì)進(jìn)步上繼續(xù)發(fā)揮重要作用的標(biāo)志。隨著 Java 的開源，在未來的十年里，Java 的應(yīng)用范圍將變得更廣。數(shù)字媒體將是 Java 的下一個(gè)目標(biāo)，同時(shí)，Java 將教育和健康作為未來 Java 發(fā)展過程中的兩大重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。（3）Java 的語法Java 是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，其基本語法和 C 語言大致相同。從一定角度上講，C 語言加上面向?qū)ο蠊δ芫褪?C++。那么 Java 與 C++有什么區(qū)別呢？簡(jiǎn)要地說，Java 改進(jìn)了 C++的一些缺點(diǎn)，并增加了一些新的功能，從而變得比C++更加簡(jiǎn)單、易學(xué)，編寫出來的程序也更具健壯性。下面就對(duì)它們進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的比較。?Java 去掉了 C 語言的指針。如指針使用得當(dāng)，對(duì)增強(qiáng)程序的功能有很大幫助，一旦使用不當(dāng)，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致死機(jī)。?Java 沒有了 C 語言中的預(yù)處理器。如ifdef、define 、常量聲明等都不使用了，當(dāng)然也少了include 命令，從而也沒有頭文件（.h 文件） 。和 C++相比，Java 不支持多繼承的概念，目的是為了避免對(duì)象和對(duì)象之間的關(guān)系復(fù)雜化。?Java 增加了垃圾回收機(jī)制、異常處理和新的限定詞等功能。這些幾乎全部都是基于整個(gè)系統(tǒng)和程序本身安全性的考慮。?不論在何種平臺(tái)上，Java 基本數(shù)據(jù)類型的大小是不變的。 TCP/IP 協(xié)議TCP/IP 是 Transmission Control Protocol/Inter Protocol 的簡(jiǎn)寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，該協(xié)議是 Inter 最基本的協(xié)議，簡(jiǎn)單地說，就是由底層的 IP 協(xié)議和 TCP 協(xié)議組成的。TCP/IP 協(xié)議的開發(fā)工作始于 70 年代，是用于互聯(lián)網(wǎng)的第一套協(xié)議。 （1）TCP/IP 參考模型 TCP/IP 協(xié)議的開發(fā)研制人員將 Inter 分為五個(gè)層次，以便于理解，它也稱為互聯(lián)網(wǎng)分層模型或互聯(lián)網(wǎng)分層參考模型，如下所示：物理層：對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的基本硬件，這也是 Inter 物理構(gòu)成，即我們可以看得見的硬設(shè)備，如 PC 機(jī)、互連網(wǎng)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，必須對(duì)這些硬設(shè)備的電氣特性作一個(gè)規(guī)范，使這些設(shè)備都能夠互相連接幷兼容使用。 網(wǎng)絡(luò)接口層：它定義了將資料組成正確幀的規(guī)程和在網(wǎng)絡(luò)中傳輸幀的規(guī)程，幀是指一串資料，它是資料在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膯挝弧?互聯(lián)網(wǎng)層：本層定義了互聯(lián)網(wǎng)中傳輸?shù)摹靶畔备袷?，以及從一個(gè)用戶通過一個(gè)或多個(gè)路由器到最終目標(biāo)的信息包轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。 傳輸層：為兩個(gè)用戶進(jìn)程之間建立、管理和拆除可靠而又有效的端到端連接。 應(yīng)用層：它定義了應(yīng)用程序使用互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)程。 （2）網(wǎng)間協(xié)議 IP Inter 上使用的一個(gè)關(guān)鍵的底層協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議，通常稱 IP 協(xié)議。我們利用一個(gè)共同遵守的通信協(xié)議，從而使 Inter 成為一個(gè)允許連接不同類型的計(jì)算機(jī)和不同操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。要使兩臺(tái)計(jì)算機(jī)彼此之間進(jìn)行通信，必須使兩臺(tái)計(jì)算機(jī)使用同一種語言。通信協(xié)議正像兩臺(tái)計(jì)算機(jī)交換信息所使用的共同語言，它規(guī)定了通信雙方在通信中所應(yīng)共同遵守的約定。 計(jì)算機(jī)的通信協(xié)議精確地定義了計(jì)算機(jī)在彼此通信過程的所有細(xì)節(jié)。例如，每臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送的信息格式和含義，在什么情況下應(yīng)發(fā)送規(guī)定的特殊信息，以及接收方的計(jì)算機(jī)應(yīng)做出哪些應(yīng)答等等。 網(wǎng)際協(xié)議 IP 協(xié)議提供了能適應(yīng)各種各樣網(wǎng)絡(luò)硬件的靈活性，對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)硬件幾乎沒有任何要求，任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只要可以從一個(gè)地點(diǎn)向另一個(gè)地點(diǎn)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)，就可以使用 IP 協(xié)議加入 Inter 了。 如果希望能在 Inter 上進(jìn)行交流和通信，則每臺(tái)連上 Inter 的計(jì)算機(jī)都必須遵守 IP 協(xié)議。為此使用 Inter 的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都必須運(yùn)行 IP 軟件，以便時(shí)刻準(zhǔn)備發(fā)送或接收信息。 IP 協(xié)議對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信有著重要的意義：網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)通過安裝 IP 軟件，使許許多多的局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)龐大而又嚴(yán)密的通信系統(tǒng)。從而使 Inter 看起來好象是真實(shí)存在的，但實(shí)際上它是一種幷不存在的虛擬網(wǎng)絡(luò)，只不過是利用 IP 協(xié)議把全世界上所有愿意接入 Inter 的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)連接起來，使得它們彼此之間都能夠通信。 （3）傳輸控制協(xié)議 TCP 盡管計(jì)算機(jī)通過安裝 IP 軟件，從而保證了計(jì)算機(jī)之間可以發(fā)送和接收資料，但 IP 協(xié)議還不能解決資料分組在傳輸過程中可能出現(xiàn)的問題。因此，若要解決可能出現(xiàn)的問題，連上 Inter 的計(jì)算機(jī)還需要安裝 TCP 協(xié)議來提供可靠的幷且無差錯(cuò)的通信服務(wù)。 TCP 協(xié)議被稱作一種端對(duì)端協(xié)議。這是因?yàn)樗鼮閮膳_(tái)計(jì)算機(jī)之間的連接起了重要作用：當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要與另一臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接時(shí)，TCP 協(xié)議會(huì)讓它們建立一個(gè)連接、發(fā)送和接收資料以及終止連接。 傳輸控制協(xié)議 TCP 協(xié)議利用重發(fā)技術(shù)和擁塞控制機(jī)制，向應(yīng)用程序提供可靠的通信連接，使它能夠自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)上的各種變化。即使在 Inter 暫時(shí)出現(xiàn)堵塞的情況下，TCP 也能夠保證通信的可靠。 眾所周知， Inter 是一個(gè)龐大的國(guó)際性網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的擁擠和空閑時(shí)間總是交替不定的，加上傳送的距離也遠(yuǎn)近不同，所以傳輸資料