【正文】 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程課程設(shè)計(jì) 長沙理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院《網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 院 系 計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院 專 業(yè) 網(wǎng)絡(luò)工程 班 級 網(wǎng)絡(luò)1101班 學(xué) 號 201158080110 學(xué)生姓名 趙思雨 指導(dǎo)教師 謝曉巍 課程成績 完成日期 2014年9月24日 課程設(shè)計(jì)成績評定院 系 計(jì)算機(jī)與通信工程 專 業(yè) 網(wǎng)絡(luò)工程 班 級 網(wǎng)絡(luò)1101班 學(xué) 號 201158080110 學(xué)生姓名 趙思雨 指導(dǎo)教師 謝曉巍 指導(dǎo)教師對學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的評價(jià)評分項(xiàng)目優(yōu)良中及格不及格學(xué)習(xí)態(tài)度與遵守紀(jì)律情況課程設(shè)計(jì)完成情況課程設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量指導(dǎo)教師成績 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日課程設(shè)計(jì)答辯組對學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的評價(jià)評分項(xiàng)目優(yōu)良中及格不及格課程設(shè)計(jì)完成情況課程設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量課程設(shè)計(jì)答辯答辯組成績 答辯組長簽字 年 月 日課程設(shè)計(jì)綜合成績 注：課程設(shè)計(jì)綜合成績＝指導(dǎo)教師成績60%＋答辯組成績40%課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 計(jì)算機(jī)與通信工程 學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)工程 專業(yè)課程名稱網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程課程設(shè)計(jì)時(shí)間2014年9月15日—9月28日學(xué)生姓名趙思雨指導(dǎo)老師謝曉巍題 目基于UDP網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的服務(wù)端程序設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： （1）理解UDP協(xié)議的基本功能和工作原理。（2）培養(yǎng)運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。（3）理解UDP協(xié)議在Java編程語言中的具體體現(xiàn)。（4）運(yùn)用所學(xué)的知識，學(xué)會分析程序，并從實(shí)際上實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊的要求。要求：（1）實(shí)現(xiàn)的是服務(wù)器和客戶端的通訊。（2）學(xué)會文獻(xiàn)檢索的基本方法和綜合運(yùn)用文獻(xiàn)的能力。（3）通過課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，認(rèn)真的工作作風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神應(yīng)當(dāng)提交的文件：（1）課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（2）課程設(shè)計(jì)附件（源程序、各類圖紙、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、仿真截圖等實(shí)證材料）?；赨DP網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的服務(wù)端程序設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：趙思雨 指導(dǎo)老師：謝曉巍 摘 要 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及人們生活的需求，網(wǎng)絡(luò)聊天已越來越受到人們的青睞 。網(wǎng)絡(luò)聊天已經(jīng)成為人們工作生活中傳遞信息、交流感情的重要工具，給人們帶來了很大的方便。 本課題是開發(fā)一個(gè)基于UDP的局域網(wǎng)聊天系統(tǒng),運(yùn)用軟件工程的設(shè)計(jì)流程，綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)、Windows程序設(shè)計(jì)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，此網(wǎng)絡(luò)聊天工具采用客戶端/服務(wù)器（C/S）模式,客戶端采用UDP與服務(wù)器連接，客戶端與客戶端之間通過UDP互相通訊。服務(wù)器端具有服務(wù)器端口設(shè)置，此聊天工具能實(shí)現(xiàn)多人聊天功能，適用于局域網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)聊天工具，其操作簡單，靈活性好，運(yùn)行也比較穩(wěn)定。關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)通訊；客戶端/服務(wù)器模型；用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議；套接字1 引 言自進(jìn)入信息化社會以來，人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，所有這一切的實(shí)現(xiàn)都要?dú)w功于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。自從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以來，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展越來越迅速，其重要性更是不可估量。現(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入到我們生活的各個(gè)角落，大到網(wǎng)上理財(cái)、網(wǎng)上會議、網(wǎng)上戰(zhàn)爭，小到上網(wǎng)購物、查找資料，網(wǎng)上聊天等，可以說網(wǎng)絡(luò)把我們的世界變“小”了，即使在天涯海角，我們也可以隨時(shí)聯(lián)系。一個(gè)最簡單且應(yīng)用最廣泛的例子——網(wǎng)上聊天，就是最好的證明。本課程設(shè)計(jì)將基于UDP協(xié)議和局域網(wǎng)環(huán)境，使用Java語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)即時(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊程序。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的日益發(fā)展和成熟，人們的生活因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)而變得更多姿多彩，基于網(wǎng)絡(luò)的通訊技術(shù)也如同雨后春筍般涌現(xiàn)到網(wǎng)絡(luò)世界中。TCP協(xié)議和UDP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)通訊的基本協(xié)議。而對于普通的信息交流，UDP協(xié)議則因?yàn)楦奖愫唵?，所以常常采用UDP協(xié)議開發(fā)這類即時(shí)通訊程序。（1）理解UDP協(xié)議的基本功能和工作原理。（2）培養(yǎng)運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。（3）理解UDP協(xié)議在Java編程語言中的具體體現(xiàn)。（4）運(yùn)用所學(xué)的知識，學(xué)會分析程序，并從實(shí)際上實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊的要求。本次課程設(shè)計(jì)是基于UDP協(xié)議的通訊程序，所以其基本任務(wù)就是要實(shí)現(xiàn)的是服務(wù)器和客戶端的通訊，即服務(wù)器對端口進(jìn)行監(jiān)聽，客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)器，服務(wù)器接收。實(shí)現(xiàn)了這個(gè)過程，就達(dá)到了本次課程設(shè)計(jì)的目的。2 設(shè)計(jì)原理 UDP協(xié)議原理UDP協(xié)議的全稱是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中它與TCP協(xié)議一樣用于處理數(shù)據(jù)包，是一種無連接的協(xié)議。在OSI模型中，在第四層——傳輸層，處于IP協(xié)議的上一層。UDP有不提供數(shù)據(jù)包分組、組裝和不能對數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序的缺點(diǎn)，也就是說，當(dāng)報(bào)文發(fā)送之后，是無法得知其是否安全完整到達(dá)的。UDP用來支持那些需要在計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。包括網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)在內(nèi)的眾多的客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都需要使用UDP協(xié)議。UDP協(xié)議從問世至今已經(jīng)被使用了很多年，雖然其最初的光彩已經(jīng)被一些類似協(xié)議所掩蓋，但是即使是在今天UDP仍然不失為一項(xiàng)非常實(shí)用和可行的網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議。 UDP是OSI參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，它主要用于不要求分組順序到達(dá)的傳輸中，分組傳輸順序的檢查與排序由應(yīng)用層完成，提供面向事務(wù)的簡單不可靠信息傳送服務(wù)。UDP 協(xié)議基本上是IP協(xié)議與上層協(xié)議的接口。UDP協(xié)議適用端口分別運(yùn)行在同一臺設(shè)備上的多個(gè)應(yīng)用程序。 與所熟知的TCP（傳輸控制協(xié)議）協(xié)議一樣，UDP協(xié)議直接位于IP（網(wǎng)際協(xié)議）協(xié)議的頂層。根據(jù)OSI（開放系統(tǒng)互連）參考模型，UDP和TCP都屬于傳輸層協(xié)議。 UDP協(xié)議的主要作用是將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)包的形式。一個(gè)典型的數(shù)據(jù)包就是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的傳輸單位。每一個(gè)數(shù)據(jù)包的前8個(gè)字節(jié)用來包含報(bào)頭信息，剩余字節(jié)則用來包含具體的傳輸數(shù)據(jù)。 UDP是無連接的，即發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接（當(dāng)然發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)也沒有連接可釋放）因此減少了開銷和發(fā)送數(shù)據(jù)之前的時(shí)延。 UDP使用的是盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機(jī)不需要維持復(fù)雜的連接狀態(tài)表。UDP是面向報(bào)文的。發(fā)送方的UDP對應(yīng)程序交下來的報(bào)文，在添加首部后就向下交付給IP層。UDP對應(yīng)用層交下來的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。UDP是定義用來在互連網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中提供數(shù)據(jù)報(bào)交換的計(jì)算機(jī)通信的協(xié)議。此協(xié)議默認(rèn)是IP下層協(xié)議。此協(xié)議提供了向另一用戶程序發(fā)送信息的最簡便的協(xié)議機(jī)制，不需要連接確認(rèn)和保護(hù)復(fù)制，所以在軟件實(shí)現(xiàn)上比較簡單，需要的內(nèi)存空間比起TCP相對較小。UDP包頭由4個(gè)域組成，其中每個(gè)域各占用2個(gè)字節(jié)。 （1）源端口號（16位）：UDP數(shù)據(jù)包的發(fā)送方使用的端口號。 （2）目標(biāo)端口號（16位）：UDP數(shù)據(jù)包的接收方使用的端口號。UDP協(xié)議使用端口號為不同的應(yīng)用保留其各自的數(shù)據(jù)傳輸通道。UDP和rap協(xié)議正是采用這一機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對同一時(shí)刻內(nèi)多項(xiàng)應(yīng)用同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的支持。 （3）數(shù)據(jù)報(bào)長度（16位）。數(shù)據(jù)報(bào)的長度是指包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)部分在內(nèi)的總的字節(jié)數(shù)。理論上，包含報(bào)頭在內(nèi)的數(shù)據(jù)包的最大長度為65535字節(jié)。不過，一些實(shí)際應(yīng)用往往會限制數(shù)據(jù)包的大小，有時(shí)會降低到8192字節(jié)。(4）校驗(yàn)值（16位）。UDP協(xié)議使用包頭中的校驗(yàn)值來保證數(shù)據(jù)的安全。客戶機(jī)一方，UDP應(yīng)用程序功能如下：（1） 打開通信信道（申請一套接字），并連接到服務(wù)器在主機(jī)的保留端口，該端口對應(yīng)服務(wù)器的UDP進(jìn)程。（2） 向服務(wù)器發(fā)出請求報(bào)文，等待接收應(yīng)答。（3） 從服務(wù)器方收到最終應(yīng)答結(jié)果，或在不再請求時(shí)關(guān)閉信道并終止客戶機(jī)進(jìn)程。服務(wù)器一方，UDP應(yīng)用程序動作如下：（1） 打開通信信道（申請一套接字），通知本地主機(jī)在某一保留端口接收客戶機(jī)請求。（2） 等待客戶請求到達(dá)指定端口。（3） 接收到請求，啟動一新進(jìn)程處理用戶請求，同時(shí)釋放舊進(jìn)程以響應(yīng)新的客戶請求，一旦服務(wù)完成，關(guān)閉新進(jìn)程與客戶的通信鏈路。（4） 繼續(xù)等待客戶機(jī)請求。（5） 如果不想響應(yīng)客戶機(jī)請求，關(guān)閉服務(wù)器進(jìn)程此次設(shè)計(jì)是編寫一個(gè)基于UDP的即時(shí)通訊程序，要求雙方能夠進(jìn)行即時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)聊天和傳輸文件的功能。本課程設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)的是通訊程序客戶端的設(shè)計(jì)。其具體設(shè)計(jì)如下。 聊天模塊設(shè)計(jì)流程圖服務(wù)器端設(shè)計(jì)程序得出當(dāng)前服務(wù)器的地址客戶端輸入所要連接的服務(wù)器地址地址是否相同輸入客戶端發(fā)送的信息設(shè)置服務(wù)器端端口號為80接收客戶端發(fā)送的消息，發(fā)出服務(wù)器消息設(shè)置客戶端端口號為80接收服務(wù)器發(fā)送到消息，發(fā)出客戶端消息接受客戶端發(fā)送的消息，發(fā)出服務(wù)器消息消息內(nèi)容是否為NULL結(jié)束通訊 即時(shí)通訊程序客戶端/服務(wù)器端聊天模塊設(shè)計(jì)流程圖如圖所示。 圖11 聊天模塊流程圖根據(jù)UDP協(xié)議的基本特性以及Java語言編程特點(diǎn)，然后對比設(shè)計(jì)流程圖，在Eclipse編程環(huán)境下編寫出實(shí)現(xiàn)該即時(shí)聊天系統(tǒng)的程序，具體步驟如下：，命名為UDPChat。，命名為UDPChat。，類名為Client，創(chuàng)建