【導(dǎo)讀】個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要。貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本。聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)聊天功能。[3]Stevens[美].UNIX環(huán)境高級(jí)編程第二版[M].北京：人民郵電出版社，2020.[4]李勝利，龐麗萍.操作系統(tǒng)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2020.在對(duì)資料充分研究的基礎(chǔ)上，確定方案，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和編寫程序。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試，完成畢業(yè)論文的撰寫。完成論文修改并定稿，準(zhǔn)備答辯。本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達(dá)給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。于Windows操作系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō)Linux的操作不夠人性化、交互界面不夠美觀這給Linux操作系統(tǒng)的。運(yùn)用，以達(dá)到檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的目的。完成這項(xiàng)設(shè)計(jì)所采取的主要措施有兩條：一是密切聯(lián)系。聯(lián)系本組設(shè)計(jì)成員及畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)導(dǎo)師，尋求有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)信息，確定設(shè)計(jì)課題方向與設(shè)計(jì)內(nèi)容；二是虛心學(xué)習(xí)。[9]嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2020.

　　

【正文】 進(jìn)程之間是一對(duì)一的聯(lián)系，即主機(jī)的一個(gè)進(jìn)程與服務(wù)器的一個(gè)進(jìn)程之間建立的連接。而每個(gè)進(jìn)程進(jìn)行通信的環(huán)節(jié)都包括了發(fā)送信息和接口信息兩個(gè)任務(wù)，這兩個(gè)任務(wù)通過(guò)一個(gè)端口地址發(fā)送和接收。 對(duì)于多個(gè)并發(fā)的任務(wù)需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)線程或線程去實(shí)現(xiàn)。使用一個(gè)進(jìn)程去完成發(fā)送信息是沒有問(wèn)題的，因?yàn)榘l(fā)送總是主動(dòng)的；而使用同一個(gè)進(jìn)程再去完成接 10 受信息去不一定會(huì)成功 ， 因?yàn)榻邮苄畔⑹潜粍?dòng)的 ， 所以當(dāng)沒有信息可以接收時(shí) ，該進(jìn)程就 會(huì)被阻塞 ， 從而導(dǎo)致發(fā)送任務(wù)也一起被阻塞。同一個(gè)端口的發(fā)送和接收是兩個(gè)并發(fā)任務(wù)，應(yīng)該由兩個(gè)不同的任務(wù)去分別完成信息的發(fā)送和接收。這樣，當(dāng)接收信息任務(wù)因沒有信息而被阻塞時(shí)，不至于影響發(fā)送任務(wù)的執(zhí)行。 那么，發(fā)送和接收兩個(gè)任務(wù)是使用兩個(gè)進(jìn)程還是兩個(gè)進(jìn)程去完成呢？ 在網(wǎng)絡(luò)通信中，端口地址是以進(jìn)程為單位進(jìn)程分配的，而一個(gè)進(jìn)程與外界的消息發(fā)送與接收必須通過(guò)分配給它的同一個(gè)端口進(jìn)行。因此，不能通過(guò)創(chuàng)建進(jìn)程方式來(lái)解決上訴問(wèn)題，因?yàn)閮蓚€(gè)進(jìn)程會(huì)分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的端口，而發(fā)送和接收必須使用同一端口。線程不是資源分配的單位，所以如 果使用兩個(gè)線程不會(huì)對(duì)線程分配新的端口。因此，本實(shí)驗(yàn)需要使用兩個(gè)線程去分別完成發(fā)送和接收信息的任務(wù)，這兩個(gè)線程共享其進(jìn)程擁有的統(tǒng)一個(gè)端口地址。由于創(chuàng)建進(jìn)程的進(jìn)程本身會(huì)作為一個(gè)線程來(lái)調(diào)度，所以只需要再創(chuàng)建一個(gè)線程專門負(fù)責(zé)接收信息就可以了。 因此，對(duì)于從每個(gè)客戶端發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，服務(wù)器端都要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的線程去接收并處理；同理，對(duì)于客戶端而言，也要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程去讀取服務(wù)器端發(fā)來(lái)的信息。 11 2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 界面實(shí)現(xiàn) 本程序是在 Linux 終端上運(yùn)行，界面使用 vt 碼打印界面。 一、鎖 \開鍵盤代碼 代碼定義： 鎖鍵盤： ESC[2h 開鍵盤： ESC[2l 應(yīng)用： （ 1） 直接在鍵盤上順序敲入 Esc＋ [＋ 2＋ h 四鍵，鍵盤即被鎖住。 （ 2） 在 C 語(yǔ)言程序顯示字符串中包含鎖代碼： printf(″％ c[2h 字串 ″,39。\03339。)。 （ 3） 在 shell 程序中用 echo 命令： echo″^[[2h字串 ″.注 Esc 鍵在 vim 編輯器中輸入方法為： Ctrl＋ v,然后按一下 Esc 鍵，在屏幕上顯示 ^[表示已輸入。同樣 ，顯示開鎖代碼則鍵盤被解鎖。 二、刪除字符代碼 代碼定義： ESC[nX： 清除光標(biāo)右邊 n 個(gè)字符，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[K 或 ESC[OK： 清除光標(biāo)右邊全部字符，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[1K： 清除光標(biāo)左邊全部字符，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[2K： 清除整行，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[J 或 ESC[OJ： 清除光標(biāo)右下屏所有字符，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[1J： 清除光標(biāo)左上屏所有字符，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[2J 或 ESCc： 清屏，光標(biāo)移到左上角 ； ESC[nM： 刪除光標(biāo)之下 n 行，剩下行往上移，光標(biāo)不動(dòng) ； ESC[nP： 刪除光標(biāo)右邊 n 個(gè)字符，剩下部分左移，光標(biāo)不動(dòng) 。 應(yīng)用： 一般用于自己開發(fā)的編輯器中或涉及行編輯的應(yīng)用程序中。 三、插入字符代碼 代碼定義 ： ESC[n@： 在當(dāng)前 光標(biāo)處插入 n 個(gè)字符 ； ESC[nL： 在當(dāng)前光標(biāo)下插入 n 行。 應(yīng)用： 一般用于自己開發(fā)的編輯器中或涉及行編輯的應(yīng)用程序中。 12 四、移動(dòng)光標(biāo) 代碼定義： ESC[nA： 光標(biāo)上移 n 行 ； ESC[nB： 光標(biāo)下移 n 行 ； ESC[nC： 光標(biāo)右移 n 個(gè)字符 ； ESC[nD： 光標(biāo)左移 n 個(gè)字符 ； ESC[n。mH： 光標(biāo)定位到第 n 行 m 列 (類似代碼 ESC[n。mf)。 應(yīng)用： （ 1） 一般用于自己開發(fā)的編輯器中或涉及行編輯的應(yīng)用程序中。 （ 2） 用 shell 編輯的菜單程序中定位光標(biāo)，如： echo″^[[10。30H請(qǐng)選擇： [ ]^[[9C\c″， 則先把光標(biāo)定位到 10 行 30 列，然后顯示 ″請(qǐng)選擇 [ ]″，最后光標(biāo)右移 9 個(gè)符定位到中括號(hào)內(nèi)等待用戶響應(yīng)。 五、定義字符顯示屬性代碼 代碼定義： ESC[p。p。p； ……m 其中屬性值 p 可以是一個(gè)或多個(gè)，具體定義如下： p 含義如表 所示： 表 p 的含義 應(yīng)用： unix 系統(tǒng)提供的 setcolor 命令是以行為單位改變顏色，在實(shí)際運(yùn)用中有它的局限性，上面提到的控制代碼在日常生活中用得最多，尤其適合于彩色彈出式立體菜單的設(shè)計(jì)。 0 清除所有屬性 1 高亮度顯示 4 下劃線 (如果硬件支持的話 ) 5 閃爍 (如果硬件支持的話 ) 7 反場(chǎng) (前背景交換 ) 8 隱藏 (不顯示 ) 12 選擇第二替代字體；在作為 ROM 字符顯示之前先壓縮擴(kuò)展高位 ASCII 碼 值 11 選擇第一替代字體；讓 ASCII 值小于 32的字符顯示時(shí)直接取自 ROM 芯片內(nèi) 10 選擇基本字體 30 前景黑色 25 無(wú)閃爍 27 無(wú)反場(chǎng) 31 前景紅色 32 前景綠色 33 前景褐色 34 前景藍(lán)色 35 前景紫色 36 前景藍(lán)綠色 37 前景白色 38 開啟下劃線標(biāo)志；白色前景用白色下劃線 39 關(guān)閉下劃線標(biāo)志 40 背景黑色 41 背景紅色 42 背景綠色 43 背景褐色 44 背景藍(lán)色 45 背景紫色 46 背景藍(lán)綠色 47 背景白色 13 六、其它代碼 代碼定義： ESC7：保存當(dāng)前光標(biāo)位置參數(shù)及字符屬性。 ESC8：恢復(fù)保存的光標(biāo)位置參數(shù)及字符屬性。 \n ：插入換行符 \t ：插入一個(gè) Tab 鍵。 \r ：插入回車符。 ^G ：插入響鈴符 (pc 嗽叭鳴叫一次 )，在 vim 中按 Ctrl＋ g 即可輸入。 \c ：用于 shell 程序中，不換行。 Linux 下的 有關(guān) Socket 系統(tǒng)調(diào)用 Socket() 作用： Socket 函數(shù)為客戶機(jī)或服務(wù)器創(chuàng)建一個(gè) sokcet。 格式： int Socket(int family,int type,int protocol)； 參數(shù)說(shuō)明： Family：表示地址族，可以去 AF_UNLX 和 AF_INT。 其中， AF_UNLX 只能夠用于單一的 UNIX 系統(tǒng)進(jìn)程間通信 ； AF_INT 是針對(duì) Inter 的，因而可以允許在遠(yuǎn)程主機(jī)之間通信，實(shí)驗(yàn)中使用 AF_INT[9]。 Type ： 網(wǎng) 絡(luò) 程 序所 采 用的 通信 協(xié) 議 ， 可 以取 SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM。其中， SOCK_STREAM 表明使用的是 TCP 協(xié)議，這樣提供按順序的、可靠的、雙向、面向連接的比特流； SOCKE_DGRAM 表明使用的是UDP 協(xié)議，這樣只會(huì)提供定長(zhǎng)、不可靠、無(wú)連接的通信。 bind( ) 格式： int bind(int sockfd,struct sockaddr *addr,int addrlen)。 參數(shù)說(shuō)明： Sockfd： Socket 的文件描述符號(hào)。 Sockaddr：表示名字所用的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來(lái)保存地址 (包括 IP 地址和端口 )。 Addrlen:設(shè)置結(jié)構(gòu)大小長(zhǎng)度。 listen( ) 格 式 ： int listen(int sockfd, int backlog)； 作用：監(jiān)聽連接信號(hào)，和 accepted 函數(shù)合同。 14 參數(shù)說(shuō)明： Sockfd：表示 Socket 調(diào)用返回的文件描述符。 Backlog：表示接入隊(duì)列允許的連接數(shù)目，大多數(shù)系統(tǒng)允許 20 個(gè)，也可以子定義 5～ 10 個(gè)。 accept( ) 格式： Int accept (int sockfd, void *addr, int *addrlen)； 作用：與 listen 函數(shù)合用，監(jiān)聽信息、接收客戶端請(qǐng)求。 參數(shù)說(shuō)明： Sockfd：表示 Socket 的文件描述符。 Addr：表示指向局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddrin 的指針。 Addrlen：表示地址的長(zhǎng)度。 connect( ) 格式： int connect( int sockfd , struct sockaddr *serv_addr , int addrlen)。 作用：在面向連接的系統(tǒng)中客戶及連接服務(wù)器時(shí)使用， connect 必須在 bind后使用。 參數(shù)作用： Sockfd：表示 Socket 的文件描述符。 Servaddr：表示村訪目的端口和 ip 地址（套接字）的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)。 send( ) 和 recv( ) 格式 1： Int send (int sockfd, const vod *msg,int len, int flags)。 功能：發(fā)送信息。 格式 2： Int recv (int sockfd , void *buf,int len, usigned int flags)。 作用：用于流式 Socket、數(shù)據(jù)報(bào) Socket 內(nèi)部之間的通信。 close( ) 和 shutdown ( ) 格式： Close( int sockfd)或 Int shutdown(int sockfd , int how)。 參數(shù)說(shuō)明： How 的值為下面一種： 0不允許繼續(xù)接收； 1不允許繼續(xù)發(fā)送； 15 2不允許繼續(xù)發(fā)送和接收。 有關(guān)線程的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) pthread_create( )、 pthread_join( )。 TCP/IP 的使用 監(jiān)聽連接 ， 利用 Socket、 bind、 listen 建立連接，步驟是： 第一步， 用 Socket 函數(shù)初始化 Socket，創(chuàng)建新的 sockfd。 Sockfd = Socket(AF_INT， SOCK_STREAM,0)[10]； 此步驟涉及到 IP 地址及其處理過(guò)程。 參數(shù)說(shuō)明： i_addr 函數(shù) INADDR_ANY，該函數(shù)把由小數(shù)點(diǎn)分開的十進(jìn)制 IP 地址轉(zhuǎn)為 unsinged long 類型，而在實(shí)驗(yàn)中所使用的為 INADDR_ANY，使用利用自已的 IP 地址自動(dòng)填充。 第二步，利用 bind 函數(shù)綁定端口和 IP 地址。 =AF_INET； /*將地址族類型設(shè)定好 */ =htons(MYPORT； /* 將端口給其賦值 */ =INADDR_ANY； /*用連接地址自動(dòng)填充 ip*/ Bind(sockfd,(stuct sockaddr*)amp。my_addr,sizeof(stuct sockaddr))； /*sockfd 是分配的 Socket 名字， myaddr 則便是分配好的端口與 IP，用 bind綁定 */ 第三步，利用 listen 監(jiān)聽請(qǐng)求。 首先，發(fā)送請(qǐng)求： （ 1）利用 gethostbyname 獲取主機(jī)信息。 （ 2）初始化 Socket 端口。 （ 3）利用 connect 函數(shù)將自己的 IP 地址等信息發(fā)送到主機(jī)， 等待主機(jī)調(diào)用accept 函數(shù)來(lái)接受請(qǐng)求。 然后，主機(jī)接收請(qǐng)求，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 （ 1）主機(jī)利用 accept 接收請(qǐng)求； （ 2）創(chuàng)建子進(jìn)程，顯示歡迎信息； （ 3）接收返回信息，顯示連接成功，并推出連接； （ 4）關(guān)閉客戶端口 Socket； （ 5）關(guān)閉服務(wù)端 Socket，結(jié)束子線程。 TCP 通信實(shí)現(xiàn) 服務(wù)端 服務(wù)端主程序流程圖如圖 ： 16 圖 服務(wù)端流程圖 程序運(yùn)行建立 Socket 連接，綁定端口 bind，然后等待接收信息。判斷有無(wú)信息，然后判斷信息是登陸或者聊天信息。登陸信息進(jìn)入登陸子程序，聊天信息進(jìn)入聊天子程序，都不是釋放接收信息，然后回到等待是否有信息接收。按組合鍵 ctrl + c 退出程序。 服務(wù)端主程序： int main(int argc, char **argv) { int sock_fd。 int ret。 char *precv_buf。 client_t *pclient。 17 struct sockaddr_in cli_addr。 struct sockaddr_in serv_addr。 sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)。//建立套接字 ERROR(sock_fd 0,socket())。 bzero(amp。serv_addr,sizeof(struct sockaddr_in))。//將 serv_addr 清零 = AF_INET。//協(xié)議族 = htons(SERV_PORT)。//端口 = htonl(INADDR_ANY)。//本機(jī) IP ret = bind(sock_fd,(void *)amp。serv_addr, sizeof(struct sockaddr_in))。//綁定端口、 IP、協(xié)議族 ERROR(ret 0,bind)。 pclient = client_create