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正文內(nèi)容

基于socket的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)學(xué)士學(xué)位論文(更新版)

  

【正文】 到的數(shù)據(jù)傳送給Winsock。因此面向連接的客戶(hù)程序不需指明本地協(xié)議端口,它提供給Socket的唯一地址信息是遠(yuǎn)地服務(wù)器信息(IP地址和協(xié)議端口)。由于編程時(shí)必須指定程序使用的協(xié)議簇,因而能夠?yàn)槭褂貌煌瑓f(xié)議組和地址格式的網(wǎng)絡(luò)建立相同的接口。 Winsock通信機(jī)制應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)通信歸根結(jié)底是利用相同的通信協(xié)議來(lái)完成信息的傳輸,應(yīng)用程序和Winsock都工作在Windows的用戶(hù)模式下,操作系統(tǒng)僅僅通過(guò)Winsock是不能完成網(wǎng)絡(luò)間的通信,還需要底層的支持,而套接字仿真器(套接字核心模式驅(qū)動(dòng)程序)和傳輸驅(qū)動(dòng)程序接口(Transport Driver Interface,TDI)是負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)核心態(tài)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)通信,起到了Winsock和傳輸協(xié)議之間的通信橋梁作用。UDP協(xié)議提供無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)中的n層總要向n+1層提供比n1層更完備的服務(wù),否則n層就沒(méi)有存在的價(jià)值。TCP協(xié)議提供這項(xiàng)服務(wù)。(4)連接兩個(gè)進(jìn)程間的通信鏈路稱(chēng)為連接。TCP和UDP均規(guī)定,小于256的端口號(hào)才能作保留端口。由于TCP/IP傳輸層的兩個(gè)協(xié)議TCP和UDP是完全獨(dú)立的兩個(gè)軟件模塊,因此各自的端口號(hào)也相互獨(dú)立,如TCP有一個(gè)255號(hào)端口,UDP也可以有一個(gè)255號(hào)端口,二者并不沖突。(1)端口網(wǎng)絡(luò)中可以被命名和尋址的通信端口,是操作系統(tǒng)可分配的一種資源。網(wǎng)間進(jìn)程通信要解決的是不同主機(jī)進(jìn)程間的相互通信問(wèn)題(可把同機(jī)進(jìn)程通信看作是其中的特例)。流式套接字的實(shí)現(xiàn)屢見(jiàn)不鮮,如遠(yuǎn)程登錄(TELNET)、文件傳輸協(xié)議(FTP)等均使用了流式套接字。當(dāng)TCP/IP協(xié)議被集成到UNIX內(nèi)核中時(shí),相當(dāng)于在UNIX系統(tǒng)引入了一種新型的I/O操作,UNIX用戶(hù)進(jìn)程與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的交互作用比用戶(hù)進(jìn)程與傳統(tǒng)的I/O設(shè)備相互作用復(fù)雜得多,因此引入了套接字作為通信端口,隨著UNIX 操作系統(tǒng)的廣泛使用,Socket 亦當(dāng)之無(wú)愧的成為了最流行的網(wǎng)絡(luò)通信程序接口之一。第二層:網(wǎng)間層,對(duì)應(yīng)于OSI七層參考模型的網(wǎng)絡(luò)層。定義資源可用性時(shí),應(yīng)用層為了請(qǐng)求通信而必須判定是否有足夠的網(wǎng)絡(luò)資源。流控管理設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸,確保傳輸設(shè)備不發(fā)送比接收設(shè)備處理能力大的數(shù)據(jù);多路傳輸使得多個(gè)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)揭粋€(gè)物理鏈路上;虛電路由傳輸層建立、維護(hù)和終止;差錯(cuò)校驗(yàn)包括為檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤而建立的各種不同結(jié)構(gòu);而差錯(cuò)恢復(fù)包括所采取的行動(dòng)(如請(qǐng)求數(shù)據(jù)重發(fā)),以便解決發(fā)生的任何錯(cuò)誤。第二層:數(shù)據(jù)鏈路層,通過(guò)物理網(wǎng)絡(luò)鏈路提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸。2 Socket網(wǎng)絡(luò)編程的關(guān)鍵技術(shù) Socket網(wǎng)絡(luò)編程理論基礎(chǔ) OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型與TCP/IP四層網(wǎng)絡(luò)模型OSI網(wǎng)絡(luò)分層參考模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)者不應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)單一、巨大的協(xié)議來(lái)為所有形式的通信規(guī)定完整的細(xì)節(jié),而應(yīng)把通信問(wèn)題劃分成多個(gè)小問(wèn)題,然后為每一個(gè)小問(wèn)題設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的協(xié)議,這樣做使得每個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、時(shí)限和測(cè)試比較容易。目前,大多數(shù)遠(yuǎn)程進(jìn)程間通信代碼是用Socket 編寫(xiě)的,實(shí)際應(yīng)用中用Socket 傳輸信息并不是獨(dú)立的,它在多線(xiàn)程的處理環(huán)境中應(yīng)用更為廣。Socket接口是TCP/ IP 網(wǎng)絡(luò)最為通用的API(Application Program Interface),也是在Internet 上進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)最通用的API。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試和性能分析,并得出所期望的測(cè)試結(jié)果。理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘 要隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)給人類(lèi)文明帶來(lái)了翻天覆地的變化,原來(lái)物理上的接口已不能滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)通信的要求了。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的基本框架和各個(gè)模塊的功能,主要針對(duì)服務(wù)器模塊,客戶(hù)端模塊,消息模擬模塊等進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn)。Socket 屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統(tǒng)的差異,使得任何兩臺(tái)安裝了TCP 協(xié)議軟件和實(shí)現(xiàn)了Socket 規(guī)范的計(jì)算機(jī)之間的通信成為可能。也就是說(shuō),服務(wù)進(jìn)程一直處于休眠狀態(tài),直到有一個(gè)客戶(hù)對(duì)這個(gè)服務(wù)提出了連接請(qǐng)求,此時(shí)服務(wù)線(xiàn)程被“喚醒”并為客戶(hù)。第5章對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,包括測(cè)試的環(huán)境、過(guò)程和測(cè)試結(jié)論。它由計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)之間的實(shí)際界面組成,可定義電氣信號(hào)、符號(hào)、線(xiàn)的狀態(tài)、時(shí)鐘要求、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)傳輸用的連接器。傳輸層的功能一般包括流控、多路傳輸、虛電路管理及差錯(cuò)校驗(yàn)和恢復(fù)。因?yàn)榭赡軄G失通信伙伴,應(yīng)用層必須為傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用子程序定義通信伙伴的標(biāo)識(shí)和可用性。相反,它定義像地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol, ARP)這樣的協(xié)議,提供TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實(shí)際物理硬件之間的接口。 TCP/IP四層模型 Socket編程基本原理套接字介紹套接字(Socket)起初來(lái)源于UNIX,是加利福尼亞大學(xué)Berkeley 分校開(kāi)發(fā)的UNIX 操作系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)通信接口。但其對(duì)線(xiàn)路的占用率相對(duì)提高。由于每個(gè)進(jìn)程都在自己的地址范圍內(nèi)運(yùn)行,為保證兩個(gè)相互通信的進(jìn)程之間既互不干擾又協(xié)調(diào)一致工作,操作系統(tǒng)為進(jìn)程通信提供了相應(yīng)設(shè)施,如UNIX BSD中的管道(pipe)、命名管道(named pipe)和軟中斷信號(hào)(signal),UNIX system V的消息(message)、共享存儲(chǔ)區(qū)(shared memory)和信號(hào)量(semaphore)等,但都僅限于用在本機(jī)進(jìn)程之間通信。為了解決上述問(wèn)題,TCP/IP協(xié)議引出了幾個(gè)概念。 類(lèi)似于文件描述符,每個(gè)端口都擁有一個(gè)叫端口號(hào)(port number)的整數(shù)型標(biāo)識(shí)符,用于區(qū)別不同端口。剩余的為自由端口,以本地方式進(jìn)行分配。TCP/IP協(xié)議使用16位整數(shù)和32位整數(shù)的高價(jià)先存格式,它們均含在協(xié)議頭文件中?!绊樞颉笔侵附邮諗?shù)據(jù)順序與發(fā)送數(shù)據(jù)順序相同。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序或高層協(xié)議提供的服務(wù)原語(yǔ)。無(wú)連接服務(wù)不能保證分組的先后順序,不進(jìn)行分組出錯(cuò)的恢復(fù)與重傳,不保證傳輸?shù)目煽啃浴?yīng)用程序使用Windows Sockets的API,而Windows Sockets又利用下層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議與操作系統(tǒng)以產(chǎn)生實(shí)際的通信。應(yīng)用程序套接字套接字仿真器傳輸驅(qū)動(dòng)程序接口傳輸協(xié)議 套接字通信機(jī)制 Winsock編程模型建立一個(gè)SocketWinsock函數(shù)含有三個(gè)參數(shù),“協(xié)議簇”參數(shù)指明像TCP/IP協(xié)議組這樣的一組相關(guān)協(xié)議,“Socket類(lèi)型”參數(shù)指明參數(shù)指明程序是進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)傳輸還是字節(jié)流傳輸,“協(xié)議”參數(shù)定義了協(xié)議簇內(nèi)程序欲使用的具體協(xié)議(如TCP或UDP)。建立好連接后,客戶(hù)程序依靠TCP協(xié)議給它傳送數(shù)據(jù)。使用無(wú)連接協(xié)議的客戶(hù)程序必須發(fā)送一個(gè)帶有服務(wù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)報(bào)并等待應(yīng)答,遠(yuǎn)地服務(wù)器的應(yīng)答以數(shù)據(jù)報(bào)的形式到達(dá)。Closesocket函數(shù)用來(lái)關(guān)閉一個(gè)描述符為s套接字。服務(wù)程序調(diào)用accept函數(shù)從處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的流套接字s的客戶(hù)連接請(qǐng)求隊(duì)列中取出排在最前的一個(gè)客戶(hù)請(qǐng)求,并且創(chuàng)建一個(gè)新的套接字來(lái)與客戶(hù)套接字創(chuàng)建連接通道,如果連接成功,就返回新創(chuàng)建的套接字的描述符,以后與客戶(hù)套接字交換數(shù)據(jù)的是新創(chuàng)建的套接字;如果失敗就返回INVALID_SOCKET。因此把這種BMP圖像文件格式稱(chēng)為設(shè)備相關(guān)位圖(DDB)格式。位圖的一個(gè)像素值所占的字節(jié)數(shù):●當(dāng)biBitCount=1時(shí),8個(gè)像素占1個(gè)字節(jié);●當(dāng)biBitCount=4時(shí),2個(gè)像素占1個(gè)字節(jié);●當(dāng)biBitCount=8時(shí),1個(gè)像素占1個(gè)字節(jié);●當(dāng)biBitCount=24時(shí),1個(gè)像素占3個(gè)字節(jié)。實(shí)際的圖像壓縮其實(shí)是綜合使用各種有損和無(wú)損壓縮技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在數(shù)字圖像壓縮中,有3種基本的數(shù)據(jù)冗余:像素相關(guān)冗余,編碼冗余,心理視覺(jué)冗余。常見(jiàn)的符號(hào)需要很少的位來(lái)表示,而不常見(jiàn)的符號(hào)需要很多為來(lái)表示。其中第一個(gè)字節(jié)規(guī)定了用第二個(gè)字節(jié)指定的顏色重復(fù)次數(shù)。3 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)需求分析 用戶(hù)需求作為管理人員,需要規(guī)范規(guī)范員工對(duì)計(jì)算機(jī)的使用、及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決工作中存在的問(wèn)題,作為維護(hù)人員需要實(shí)時(shí)地監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)外計(jì)算機(jī)的運(yùn)行情況、根據(jù)需要隨時(shí)改變聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)置,對(duì)出現(xiàn)故障的計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)修復(fù)。UDP雖然效率更高,但是有掉包的情況出現(xiàn),這是本方案所不允許的。遠(yuǎn)程主機(jī)運(yùn)行被控端程序,監(jiān)聽(tīng)固定端口等待連接;本地計(jì)算機(jī)運(yùn)行主控端程序,連接指定端口。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求,設(shè)計(jì)系統(tǒng)客戶(hù)端主界面包括遠(yuǎn)程控制選項(xiàng)和幫助選項(xiàng)。 服務(wù)器選項(xiàng)開(kāi)啟服務(wù)器選項(xiàng)界面,添加端口號(hào),IP地址的靜態(tài)文本控件和文本編輯控件。 char szString[81]。 if (nRet == SOCKET_ERROR) { if (WSAGetLastError() != WSAENOBUFS) return 1。 nZero = 0。\039。Server remote control所需要的模塊如下。 int nZero = 0。 dwLen = 0。 Listen = WSASocket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP,NULL,0,SOCK_STREAM)。local,sizeof(local)) == SOCKET_ERROR) { sprintf(szString,bind() failed: %d\n, WSAGetLastError())。這樣客戶(hù)端可以隨意的操縱服務(wù)器端的應(yīng)用程序,所以也就需要服務(wù)器端程序向操作系統(tǒng)發(fā)送來(lái)自客服端的任何鼠標(biāo)鍵盤(pán)的模擬消息。 流數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)首先啟動(dòng)Sever Remote Control的程序,開(kāi)啟監(jiān)聽(tīng)端口,將CLIENT REMOTE CONTROL 連接到服務(wù)器的端口,之后SERVER開(kāi)啟一個(gè)與客服端通信的線(xiàn)程這個(gè)線(xiàn)程專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)接收和處理客服端發(fā)送過(guò)來(lái)的消息,并在本機(jī)上執(zhí)行相關(guān)命令。很好理解:要使總長(zhǎng)最短,出現(xiàn)越多次的符號(hào)的編碼就要越短。用普通的表示方法時(shí),每個(gè)英文字母均占用一個(gè)字節(jié)(byte),即8個(gè)位。Windows提供了豐富的圖形函數(shù)用于圖形輸出,這對(duì)輸出圖形是相當(dāng)方便的,但是由于字符也被作為圖形來(lái)處理,輸出時(shí)的定位要比DOS復(fù)雜的多。在DOS下編寫(xiě)過(guò)Foxpro程序的讀者常常會(huì)有這樣的體會(huì),在編寫(xiě)打印報(bào)表程序時(shí),要針對(duì)不同的打印機(jī)在程序中插入不同的打印控制碼,用以控制換頁(yè)、字體設(shè)置等選項(xiàng)。GDI提供了大量用于圖形輸出的函數(shù),這些函數(shù)接收應(yīng)用程序發(fā)出來(lái)的繪圖請(qǐng)求、處理繪圖數(shù)據(jù)并根據(jù)當(dāng)前使用設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序產(chǎn)生繪圖輸出。當(dāng)程序在一個(gè)窗口中繪圖時(shí),首先建立缺省的繪圖坐標(biāo),原點(diǎn)(0,0)位于窗口用戶(hù)區(qū)的左上角。客戶(hù)機(jī)的配置為Intel Pentium ,512MB內(nèi)存,Windows XP操作系統(tǒng),稱(chēng)為主機(jī)B。 顯示界面網(wǎng)格 顯示網(wǎng)格后。 打開(kāi)桌面播放器點(diǎn)擊播放,桌面顯示服務(wù)器端視頻正常播放。本系統(tǒng)可通過(guò)網(wǎng)際、網(wǎng)內(nèi),對(duì)服務(wù)器主機(jī)桌面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,控制端可以應(yīng)用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)如同操作本機(jī)一樣控制被控端,這樣可以實(shí)現(xiàn)控制端對(duì)被控端的操作。還要感謝幫助和鼓勵(lì)我的同學(xué)們,是你們的幫助和鼓勵(lì)使我在遇到困難時(shí)及時(shí)恢復(fù)信心!由于本人知識(shí)水平有限,文中漏處望各位老師指點(diǎn)周正,不勝感激!參考文獻(xiàn)[1] 明日科技.Visual C++程序開(kāi)發(fā)范例寶典.人民郵電出版,2007 [2] 王勇,代桂平.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社,2009[3] 丁展,劉海英.VC++網(wǎng)絡(luò)通信編程實(shí)用案例精選.人民郵電出版社,2004[4](美)Jbeveridge Wiener.Win32多線(xiàn)程程序設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社,2002[5](美)Cameron Hughes.C++面向?qū)ο蠖嗑€(xiàn)程編程.人民郵電出版社,2003 [6] 蔣東興,林鄂華.Windows Sockets網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)大全.清華大學(xué)出版社,1999[7] 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程.人民郵電出版社[8] 雷斌,楊建華. 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