【正文】 基于TCP的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄ABSTRACT IV第一章 緒 論 1 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)背景和意義 1 開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境 2第二章 開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)介 3 Visual C++ 3 MFC 3 MSDN 4 Visual Assist X 4第三章 協(xié)議設(shè)計(jì)涉及知識(shí)簡(jiǎn)介 6 即時(shí)通訊 6 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 7 OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型 73. 4 TCP/IP協(xié)議 8 TCP傳輸 8 C/S編程模型 9 Socket套接字 10 網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序 10 Windows Sockets 11 同步、異步、阻塞和非阻塞 12 多線程 12第四章 需求分析 14 整體需求分析 14 可行性分析 14第五章 概要設(shè)計(jì) 15 性能要求 15 通訊協(xié)議格式設(shè)計(jì) 15 軟件工作模式圖 16 軟件設(shè)計(jì)原理 16第六章 詳細(xì)設(shè)計(jì) 19 協(xié)議設(shè)計(jì) 19 服務(wù)器端工程設(shè)計(jì) 21 客戶端工程設(shè)計(jì) 26（一臺(tái)服務(wù)器與多個(gè)客戶端通信） 35 協(xié)議工作設(shè)計(jì) 38第七章 系統(tǒng)測(cè)試 46 測(cè)試目的 46 測(cè)試要求 46 測(cè)試方法 46 系統(tǒng)測(cè)試 47總 結(jié) 59致 謝 60參考文獻(xiàn) 61第一章 緒論第一章 緒 論 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)背景和意義 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得人類社會(huì)正全面邁向信息化。近幾年來(lái)，信息網(wǎng)絡(luò)更是以前所未有的速度不斷發(fā)展壯大，廣泛應(yīng)用于人類的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和娛樂(lè)等各個(gè)領(lǐng)域，極大地促進(jìn)了人類社會(huì)的進(jìn)步。即時(shí)通訊作為目前的主要應(yīng)用之一，已經(jīng)極大的融入到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。 即時(shí)通信是一個(gè)終端連往一個(gè)即時(shí)通信網(wǎng)路的服務(wù)。即時(shí)通信不同于在于它的交談是實(shí)時(shí)的。大部分的即時(shí)通信服務(wù)提供了presence awareness的特性──顯示聯(lián)絡(luò)人名單，聯(lián)絡(luò)人是否在在線與能否與聯(lián)絡(luò)人交談。 即時(shí)通信(Instant Message)，由于其具有實(shí)時(shí)性、跨平臺(tái)性、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的使用。即時(shí)通訊軟件的迅速發(fā)展已經(jīng)突破了作為技術(shù)工具的極限,被認(rèn)為是現(xiàn)代交流方式的象征。在網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí),必須選用正確的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,以保證不同連接方式和操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如何讓通訊雙方更決捷有效安全地溝通,就成為大家關(guān)心的問(wèn)題。一個(gè)良好的協(xié)議設(shè)計(jì)可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。一個(gè)良好的協(xié)議設(shè)計(jì)可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。 我們知道，并且大家也都在用，，微信，飛信，MSN，YY等眾多的即時(shí)通訊軟件，已經(jīng)成為了目前大家交流必不可少的工具，然而這些聊天工具雖然方便、實(shí)用，但是，由于其功能太多，如游戲，社區(qū)，電子郵件等功能，占據(jù)內(nèi)存空間過(guò)大，從一定程度上來(lái)說(shuō)，更多的已經(jīng)演變成了一種娛樂(lè)工具，不能作為即時(shí)通訊的專用工具。簽于此，一個(gè)簡(jiǎn)單友好的即時(shí)通訊的網(wǎng)絡(luò)聊天工具的開(kāi)發(fā)就顯得必不可少了，而我們知道，網(wǎng)絡(luò)通訊少不了相應(yīng)的軟件協(xié)議的支持，我們本次的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是設(shè)計(jì)一個(gè)專用于支持內(nèi)容簡(jiǎn)單，占用內(nèi)存小的計(jì)算機(jī)之間即時(shí)通訊的網(wǎng)絡(luò)聊天協(xié)議。 本系統(tǒng)使用當(dāng)前流行的MFC框架，c++語(yǔ)言編寫，采用面向?qū)ο蟮乃枷朐O(shè)計(jì)，基于TCP傳輸控制協(xié)議。切實(shí)考慮大眾用戶的需求，為方便用戶之間的溝通，為大家提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的用以支持即時(shí)通訊的網(wǎng)絡(luò)聊天協(xié)議。 本文首先對(duì)本次協(xié)議設(shè)計(jì)所用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及開(kāi)發(fā)工具做了簡(jiǎn)單介紹， 其次又對(duì)開(kāi)發(fā)中所用到的知識(shí)點(diǎn)做了系列概括，接著是需求分析，在此基礎(chǔ)上那個(gè)提出了對(duì)軟件協(xié)議設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案，然后分析了協(xié)議的各類型字段，最后講了該協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一直以來(lái)作為信息網(wǎng)絡(luò)的核心支柱之一。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)的新概念新方法、新技術(shù)以驚人的速度不斷涌現(xiàn)，軟硬件不斷升級(jí)換代，新的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)更是層出不窮出不窮，令人目不暇接，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更是不斷完善，以來(lái)更好的為信息化社會(huì)服務(wù)。不難發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如同自然界的生物一樣，是一個(gè)新舊更替，優(yōu)勝劣汰的發(fā)展過(guò)程。陳舊落后的技術(shù)不論是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議還是其他，必然被新的，更加先進(jìn)的技術(shù)所替代。作為網(wǎng)絡(luò)工程系的學(xué)生，必須在打牢網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)，不斷更新學(xué)習(xí)各種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的同時(shí)，并且能夠把學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中去，以便于深入理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，切實(shí)掌握各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本原理、軟、硬件設(shè)計(jì)方法和相關(guān)協(xié)議以及算法。而本次設(shè)計(jì)就是針對(duì)這一目標(biāo)，結(jié)合本人在大學(xué)四年的理論學(xué)習(xí)和各種實(shí)踐，對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一次模擬設(shè)計(jì)，及時(shí)對(duì)本人大學(xué)學(xué)習(xí)情況的考察，也是自己對(duì)自己在大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次系統(tǒng)整疊和梳57西安工程大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文理，更是對(duì)自己的一次鍛煉。 開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境 操作系統(tǒng)：Win7編輯和運(yùn)行平臺(tái)：Visual C + + 編碼語(yǔ)言：MFC協(xié)助軟件：MSDN， Visual Assist X 第二章 開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)介第二章 開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)介 Visual C++ 特色Visual C++, 它不僅是一個(gè)C++編譯器，而且是一個(gè)基于Windows操作系統(tǒng)的可視化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（integrated development environment，IDE）。Visual C++，包括編輯器、調(diào)試器以及程序向?qū)ppWizard、類向?qū)lass Wizard等開(kāi)發(fā)工具。 這些組件通過(guò)一個(gè)名為Developer Studio的組件集成為和諧的開(kāi)發(fā)環(huán)境。Microsoft的主力軟件產(chǎn)品。Visual C++是一個(gè)功能強(qiáng)大的可視化軟件開(kāi)發(fā)工具。Visual C++“語(yǔ)法高亮”，自動(dòng)編譯功能以及高級(jí)除錯(cuò)功能而著稱。比如，它允許用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，單步執(zhí)行等。還有允許用戶在調(diào)試期間重新編譯被修改的代碼，而不必重新啟動(dòng)正在調(diào)試的程序。其編譯及創(chuàng)建預(yù)編譯頭文件()、最小重建功能及累加連結(jié)(link)著稱。這些特征明顯縮短程序編輯、編譯及連結(jié)的時(shí)間花費(fèi)，在大型軟件計(jì)劃上尤其顯著?！∪秉c(diǎn)　　由于C++是由C語(yǔ)言發(fā)展起來(lái)的，也支持C語(yǔ)言的編譯。，很經(jīng)典。最大的缺點(diǎn)是對(duì)于模版的支持比較差?，F(xiàn)在最新補(bǔ)丁為SP6，推薦安裝，否則易出現(xiàn)編譯時(shí)假死狀態(tài)。僅支持Windows操作系統(tǒng)。目前發(fā)現(xiàn)與windows 7兼容性不好，安裝成功后可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法打開(kāi)cpp文件的現(xiàn)象。 MFC MFC簡(jiǎn)介 MFC(MicrosoftFoundationClasses)，是微軟公司提供的一個(gè)基礎(chǔ)類(Microsoft Foundation Classes)，以C++類的形式封裝了Windows的API，并且包含一個(gè)應(yīng)用程序框架，以減少應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員的工作量。其中包含的類包含大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內(nèi)建控件和組件的封裝類。 MFC應(yīng)用程序的總體結(jié)構(gòu)通常由開(kāi)發(fā)人員從MFC類派生的幾個(gè)類和一個(gè)CWinApp類對(duì)象(應(yīng)用程序?qū)ο?組成。MFC 提供了MFC AppWizard 自動(dòng)生成框架。Windows 應(yīng)用程序中，MFC的主要文件為“”.　　MFC實(shí)際上是微軟提供的，用于在C++環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個(gè)框架和引擎。VC++是Windows下開(kāi)發(fā)人員使用的專業(yè)C++ SDK(SDK,Standard SoftWare Develop Kit,專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái))，MFC就是掛在它之上的一個(gè)輔助軟件開(kāi)發(fā)包。MFC作為與VC++血肉相連的部分。只不過(guò)MFC類是微軟為VC++專配的。　　MFC是WinAPI與C++的結(jié)合。API，即微軟提供的Windows下應(yīng)用程序的編程語(yǔ)言接口，是一種軟件編程的規(guī)范，但不是一種程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言本身，可以允許用戶使用各種各樣的第三方的編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行對(duì)Windows下應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，使這些被開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序能在Windows下運(yùn)行。編程語(yǔ)言函數(shù)本質(zhì)上全部源于API，因此用它們開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序都能工作在Windows的消息機(jī)制和繪圖里，遵守Windows作為一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。MFC是微軟對(duì)API函數(shù)的專用C++封裝，這種結(jié)合一方面讓用戶使用微軟的專業(yè)C++ SDK來(lái)進(jìn)行Windows下應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)變得容易，因?yàn)镸FC是對(duì)API的封裝，微軟做了大量的工作，隱藏了好多程序開(kāi)發(fā)人員在Windows下用C++ amp。 MFC編制軟件時(shí)的大量?jī)?nèi)節(jié)，如應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)消息的處理、設(shè)備環(huán)境繪圖，這種結(jié)合是以方便為目的的，必定要付出一定代價(jià)，因此就造成了MFC對(duì)類封裝中的一定程度的的冗余和迂回，但這是可以接受的。 MFC不只是一個(gè)功能單純的界面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它提供的類絕大部分用來(lái)進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)，關(guān)聯(lián)一個(gè)窗口的動(dòng)作，但它提供的類中有好多類不與一個(gè)窗口關(guān)聯(lián)，即類的作用不是一個(gè)界面類，不實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)窗口對(duì)象的控制(如創(chuàng)建、銷毀)，而是一些在Windows中實(shí)現(xiàn)內(nèi)部處理的類，如數(shù)據(jù)庫(kù)的管理類等。 Windows作為一個(gè)提供功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序接口編程的操作系統(tǒng)，因?yàn)锳PI函數(shù)實(shí)在太多了，而且名稱很亂，從零構(gòu)架一個(gè)窗口動(dòng)輒就是上百行的代碼。MFC是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與Application framework的完美結(jié)合，它將傳統(tǒng)的API進(jìn)行了分類封裝，創(chuàng)建了程序的一般框架。Windows作為一個(gè)提供功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序接口編程的操作系統(tǒng)，因?yàn)锳PI函數(shù)實(shí)在太多了，而且名稱很亂，從零構(gòu)架一個(gè)窗口動(dòng)輒就是上百行的代碼。MFC是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與Application framework的完美結(jié)合，它將傳統(tǒng)的API進(jìn)行了分類封裝，創(chuàng)建了程序的一般框架。 MSDN msdn 簡(jiǎn)介MSDN（Microsoft Developer Network）是早期微軟在推廣Win32 程序設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)工具時(shí)，專門為開(kāi)發(fā)人員所提供的一個(gè)服務(wù)，是使用微軟技術(shù)開(kāi)發(fā)軟件或應(yīng)用程序時(shí)必定會(huì)參訪的地方，同時(shí)它也有提供訂閱的服務(wù)，由微軟不定時(shí)供應(yīng)最新的軟件及技術(shù)文件，MSDN的技術(shù)文件庫(kù)是免費(fèi)開(kāi)放讓所有人在聯(lián)機(jī)閱讀，但光盤的版本必須要利用MSDN Library Subscription才可以拿到，不過(guò)自從Visual Studio 2005開(kāi)始，MSDN Library即提供免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)下載。也許是受到MSDN成功與廣為開(kāi)發(fā)人員所知的影響，升陽(yáng)也將它們的Java文件庫(kù)定名為Sun Developer Network (SDN)一般情況下，很多人誤認(rèn)為 MSDN 為聯(lián)機(jī)幫助文件和技術(shù)文獻(xiàn)的集合。但事實(shí)上，這兩者只占 MSDN 龐大計(jì)劃的一小部分。產(chǎn)品下載、在線電子教程、MSDN 雜志和技術(shù)緊急電話支援是要付費(fèi)的，其余基本免費(fèi)?！? Visual Assist X 　 Visual Assist X 簡(jiǎn)介Visual Assist X是一款非常好的Microsoft Visual Studio 2005和Visual Studio .NET插件，支持C/C＋＋，C＃，ASP，Visual Basic，Java和HTML等語(yǔ)言，能自動(dòng)識(shí)別各種關(guān)鍵字、系統(tǒng)函數(shù)、成員變量、自動(dòng)給出輸入提示、自動(dòng)更正大小寫錯(cuò)誤、自動(dòng)標(biāo)示錯(cuò)誤等，有助于提高開(kāi)發(fā)過(guò)程的自動(dòng)化和開(kāi)發(fā)效率。第三章 協(xié)議設(shè)計(jì)涉及知識(shí)簡(jiǎn)介 第三章 協(xié)議設(shè)計(jì)涉及知識(shí)簡(jiǎn)介 即時(shí)通訊 簡(jiǎn)介即時(shí)通訊（Instant Messenger，簡(jiǎn)稱IM），IM最早的創(chuàng)始人是三個(gè)以色列青年，是他們?cè)?996年開(kāi)發(fā)出來(lái)的，取名叫ICQ。是一個(gè)終端服務(wù)，允許兩人或多人使用網(wǎng)路即時(shí)的傳遞文字訊息、檔案、語(yǔ)音與視頻交流。即時(shí)通訊按使用用途分為企業(yè)即時(shí)通訊和網(wǎng)站即時(shí)通訊，根據(jù)裝載的對(duì)象又可分為手機(jī)即時(shí)通訊和PC即時(shí)通訊，手機(jī)即時(shí)通訊代表是短信，網(wǎng)站、視頻即時(shí)通訊如：米聊、YY語(yǔ)音、、MSN、百度hi、新浪UC、阿里旺旺、網(wǎng)易泡泡、網(wǎng)易CC、盛大ET、移動(dòng)飛信、企業(yè)飛信等應(yīng)用形式。 行業(yè)分析據(jù)最新的報(bào)告顯示，2008年中國(guó)企業(yè)即時(shí)通訊市場(chǎng)終端用戶規(guī)模達(dá)到2236萬(wàn)人，與2007年的1813萬(wàn)人相比，%。已經(jīng)開(kāi)始全面入市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)格局也已經(jīng)初顯端倪，主要以高效、穩(wěn)定和安全作為其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。 即時(shí)通訊的新發(fā)展(1)由PC即時(shí)通信向手機(jī)客服端轉(zhuǎn)移由PC即時(shí)通信向手機(jī)客服端轉(zhuǎn)移，具有以下特點(diǎn)：省錢，方便，可靠，超強(qiáng)，夠酷，時(shí)尚，環(huán)保，驚喜，厲害。(2)網(wǎng)頁(yè)即時(shí)通訊新趨勢(shì)、SNS社區(qū)：滿足論壇、社區(qū)的注冊(cè)用戶和游客即時(shí)通訊的需求，可以提高用戶的活躍度。、電子商務(wù)：滿足網(wǎng)站訪客進(jìn)行話題討論、咨詢的需求，可以提高用戶停留時(shí)間。、客戶端軟件：按需求提供IM定制服務(wù)，有效降低IM開(kāi)發(fā)成本。⑶完全基于網(wǎng)頁(yè)的即時(shí)通訊、安裝客戶端軟件?！　?，進(jìn)一步提高用戶之間的交流互動(dòng)。 安全問(wèn)題目前，即時(shí)通訊的主要挑戰(zhàn)是安全，安全威脅包括：ID被盜、隱私威脅、病毒威脅等，下面是即時(shí)通訊用戶應(yīng)該遵循的一些安全準(zhǔn)則，以保護(hù)自身的網(wǎng)絡(luò)安全和隱私。即時(shí)通訊安全準(zhǔn)則主要包括：不隨意泄露即時(shí)通訊的用戶名和密碼；不在第三方網(wǎng)站登錄網(wǎng)頁(yè)版即時(shí)通訊軟件；定期更改密碼；謹(jǐn)慎使用未經(jīng)認(rèn)證的即時(shí)通訊插件；在即時(shí)通訊設(shè)置中開(kāi)啟文件自動(dòng)傳輸病毒掃描選項(xiàng)；不接收來(lái)歷不明或可疑的文件和網(wǎng)址鏈接。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議是用來(lái)描述進(jìn)程之間信息交換數(shù)據(jù)時(shí)的規(guī)則術(shù)語(yǔ)義。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)相互通信的實(shí)體處在不同的地理位置，其上的兩個(gè)進(jìn)程相互通信，需要通過(guò)交換信息來(lái)協(xié)調(diào)它們的動(dòng)作達(dá)到同步，而信息的交換必須按照預(yù)先共同約定好的規(guī)則進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義：為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是由三個(gè)要素組成：語(yǔ)義是解釋控制信息每個(gè)部分的意義,它規(guī)定了需要發(fā)出何種控制信息，以及完成的動(dòng)作與做出什么樣的響應(yīng)。：語(yǔ)法是用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式，以及數(shù)據(jù)出現(xiàn)的順序。：時(shí)序是對(duì)事件發(fā)生順序的詳細(xì)說(shuō)明。（也可稱為“同步”）。人們形象地把這三個(gè)要素描述為：語(yǔ)