【導(dǎo)讀】局域網(wǎng)即時(shí)聊天通過進(jìn)行文本聊天和語音聊天來實(shí)現(xiàn)彼此溝通、交流信息。在線用戶的文本、語音交互。在設(shè)計(jì)里涉及到了網(wǎng)絡(luò)通信基本原理和Socket編程及語音處理API技術(shù)。由于程序是在TCP/IP環(huán)境下運(yùn)行，所以分服務(wù)器端和客戶端。端是通過建立Socket鏈接來實(shí)現(xiàn)聊天功能。各模塊之間的關(guān)系及Socket處理為主說明。

　　

【正文】 ............………… 23 二、功能測試 ............................................................…… ..23 三、 測試結(jié)果 ......................................................………… ...24 第七章 結(jié)論 ................................................................................25 參考文獻(xiàn) ............................................................................… .26 第三章 緒論 一、 背景介紹 隨著網(wǎng)路的出現(xiàn)，它在人們的生活中所扮演的角色越來越多，也越來越重要，人們可以通過這個(gè)空間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)聊天，實(shí)現(xiàn)彼此溝通，交換信息，甚至網(wǎng)絡(luò)聊天工具在部分人的生活中由于傳統(tǒng)的電話通訊手段同等重要的趨勢。尤其現(xiàn)在的學(xué)校更是如此，單單在課堂里或校園里的交流是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要是學(xué)校有聊天系統(tǒng)，那么學(xué)生之間或是師生之間的信息交流會(huì)更加頻繁、更方便，有利于建立友好的關(guān)系網(wǎng)。 這次設(shè)計(jì)不僅能實(shí)現(xiàn)文本聊天，還能進(jìn)行語音聊天，語音聊天是一種最先進(jìn)的聊天方式，您只要擁有一只麥克風(fēng)就完全能夠加入進(jìn) 來。你可以無所顧慮無所拘束地進(jìn)行聊天，免了文字的虛幻。 本次局域網(wǎng)即時(shí)聊天程序設(shè)計(jì)主要用了 Visual C++編程環(huán)境，設(shè)計(jì)里還涉及到了網(wǎng)絡(luò)通信基本原理和 Socket 編程及語音處理 API 技術(shù)。 由于程序是在TCP/IP 環(huán)境下運(yùn)行，所以分服務(wù)器端和客戶端。 服務(wù)器端和客戶端是通過建立Socket 鏈接來實(shí)現(xiàn)聊天功能。 本次設(shè)計(jì)主要著重于語音聊天部分，在本次論文里主要以語音聊天的流程和各模塊之間的關(guān)系及 Socket 處理為主說明。 二、相關(guān)知識(shí) （三） Visual C++ 簡介 Visual C++是一個(gè)功能強(qiáng)大的可視化應(yīng) 用程序開發(fā)工具，用于 Windows 環(huán)境下 32 位的應(yīng)用程序的開發(fā)，是計(jì)算機(jī)界公認(rèn)的最優(yōu)秀的應(yīng)用開發(fā)工具之一。在提供可視化的編程方式的同時(shí)， Visual C++也適用于編寫直接對(duì)系統(tǒng)底層操作的程序，生成代碼的質(zhì)量也優(yōu)于其它的開發(fā)工具。在 Visual C++環(huán)境下，利用Microsoft 的基本類庫 MFC(Microsoft Foundation Class Library),可以使用完全的面向?qū)ο蟮姆椒▉磉M(jìn)行 Windows 95/98/NT 應(yīng)用程序的開發(fā)，使得 Windows程序員從大量的復(fù)雜勞動(dòng)中解救出來，體會(huì)到 真正的程序語言的強(qiáng)大功能和良好的靈活性。 Visual C++編程是一個(gè)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。同傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法相比，它縮短軟件的研制時(shí)間，提高軟件的開發(fā)效率，使程序員可以更好地理解和管理龐大而復(fù)雜的程序。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)吸取了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的精華，它利用了人們根據(jù)對(duì)事物分類和抽象的傾向，引入了類和對(duì)象的概念，具有封裝性（數(shù)據(jù)抽象）、繼承和多態(tài)的特點(diǎn)。與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)不同的是，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是用類抽象代表現(xiàn)實(shí)的實(shí)體，用類之間的繼承關(guān)系表示程序設(shè)計(jì)的抽象過程。函數(shù)只是對(duì)數(shù)據(jù)的操作，沒有數(shù)據(jù)的概 念，而類是數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)操作的集合，由于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法非常近現(xiàn)實(shí)，所以越來越流行。 Visual C++中集成了大量的最新技術(shù)，如 ActiveX、 COM 等技術(shù)，程序開發(fā)人員可以緊緊地把握住軟件開發(fā)技術(shù)發(fā)展的方向，開發(fā)出功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。 Visual C++還提供了豐富的技術(shù)資源， MSDN(Microsoft Develop Network)提供了強(qiáng)大的聯(lián)機(jī)幫助支持，同時(shí)還可以通過訪問 Microsoft 的網(wǎng)上站點(diǎn)來獲得最新的技術(shù)文檔。 （二） Socket 及 Window Socket API 簡介 套接字（ Socket）是一種雙向的通信接口，可以通過這個(gè)端口與任何一個(gè)具有 Socket 端口的計(jì)算機(jī)通信，套接字是網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)。 Socket 在 Windows 以句柄的形式被創(chuàng)建。使用 Socket 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信必須包含下面的幾種信息：雙方認(rèn)可的協(xié)議，本地主機(jī)的 IP 地址，本地進(jìn)程的協(xié)議端口，對(duì)方主機(jī)的 IP 地址，對(duì)方進(jìn)程的協(xié)議端口。 Socket可分為： 1] 數(shù)據(jù)報(bào)套接字（ Datagram Sockets） —— 對(duì)于在 TCP/IP上實(shí)現(xiàn)的 WinSock，數(shù)據(jù)報(bào)套接字使用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（ UDP）。數(shù)據(jù) 報(bào)套接字提供了一種不可靠的、非連接的數(shù)據(jù)包通信方式。 2] 流式套接字（ Stream Sockets） —— 流式套接字使用傳輸控制協(xié)議（ TCP）。流式套接字可以將數(shù)據(jù)按順序無重復(fù)地發(fā)送到目的地，它提供的是一種可靠的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸方式。不管是對(duì)單個(gè)的數(shù)據(jù)報(bào)，還是對(duì)數(shù)據(jù)包，流式套接字都提供了一種流式數(shù)據(jù)傳輸。 VC++對(duì)網(wǎng)絡(luò) 編程的支持有 socket 支持， Winl 支持， MAPI 和 ISAPI 支持等。其中 Windows Sockets API 是 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，也是 Inter 上進(jìn)行開發(fā) 最為通用的 API。最早美國加州大學(xué) Berkeley 分校在 UNIX 下為 TCP/IP 協(xié)議開發(fā)了一個(gè) API，這個(gè) API 就是著名的 Berkeley Socket 接口（套接字）。在桌面操作系統(tǒng)進(jìn)入 Windows 時(shí)代后，仍然繼承了 Socket 方法。從表一可以看出，主要的 WinSock API 函數(shù)有哪些。 [表 1] WinSock API 函數(shù) 函數(shù) 功能 WSAStartup() 連結(jié)應(yīng)用程序與 Windows Sockets DLL 的第一個(gè)函數(shù) WSACleanup() 結(jié)束 Windows Sockets DLL 的使用 socket() 建立 Socket closesocket() 關(guān)閉某一 Socket bind() 將一本地地址與一個(gè) SOCKET 描述字連接在一起 listen() 設(shè)定 Socket 為監(jiān)聽狀態(tài)，準(zhǔn)備被連接 accept() 接受某一 Socket 的連接要求，以完成面向連接的客戶端 Socket 的連接請(qǐng)求。 connect() 要求連接某一 Socket 到指定的網(wǎng)絡(luò)上服務(wù)端 recv() 從面向連接的 Socket 接收信息 send() 使用面向連接的 Socket 發(fā)送信息 WSAAsyncSelect() 要求某一 Socket 有事件 (event) 發(fā)生時(shí)通知使用者 （三） MFC Socket 編程技術(shù) MFC 是對(duì) API 的封裝， MFC 針對(duì) WinSock API 封裝了兩個(gè)類： CAsyncSocket和 Csocket。因此，使用這兩個(gè)類進(jìn)行 Socket 網(wǎng)絡(luò)程序的編寫會(huì)比使用 API 方便一些。 MFC 中 Socket 相關(guān)類的繼承關(guān)系如下圖： [圖 1] MFC 中 Socket 相關(guān)類的繼承關(guān)系 CAsyncSocket 對(duì) WinSock API 進(jìn)行了較低程度的封裝，缺省情況下建立的Socket 是異步操作方式，即非阻塞的，因此一些阻塞操作，需要自己動(dòng)手完成。另外，由于它對(duì) API 的封裝程度不高，以前在 WinSock API 中需要自己完成的工作（比如：字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換），仍然需要自己完成。當(dāng)然有許多程序員喜歡使用該類甚至 WinSock API，原因是這些方法具有很大的靈活性，給程序員以較大的發(fā)揮空間。 為了給程序員提供更方便的接口以自動(dòng)處理網(wǎng)絡(luò)通信中的一些任 務(wù)， MFC 在CAsySocket 類的基礎(chǔ)上派生了 CSocket 類，它提供了比 CAsyncSocket 更高層的 WinSock API 接口。 CSocket 的網(wǎng)絡(luò)操作是同步方式，即阻塞式的。 CSocket建立的 Socket不是阻塞的，而是對(duì)非阻塞的 Socket進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)的阻塞操作。在阻塞任務(wù)執(zhí)行過程中， Windows 線程的消息循環(huán)仍然有效，也就是說 CSocket類的阻塞操作不影響 Windows 的消息循環(huán)。 CObject CAsyncSock CSocket 第四章 需求分析 在這里先說明設(shè)計(jì)的需求分析之前分 析一下設(shè)計(jì)的可行性。 可行性分析的目的是為了用最小代價(jià)在最短時(shí)間內(nèi)確定問題是否能夠解決?？尚行苑治龅膶?shí)質(zhì)就是要進(jìn)行一次壓縮簡化系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過程 ,也就是在較高層次上以較抽象的方式進(jìn)行的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的過程 。 一、可行性分析 1） 技術(shù)可行性：本系統(tǒng)以 Visual C++為主要編程環(huán)境，再結(jié)合 網(wǎng)絡(luò)通信基 本原理和 Socket 編程及語音處理 API 技術(shù)，技術(shù)成熟，可行。 2） 經(jīng)濟(jì)可行性：這個(gè)系統(tǒng)開發(fā)開發(fā)成較低，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)遠(yuǎn)大于開發(fā)成本，可行。 3） 操作可行性：系統(tǒng)硬件為 PC 機(jī)，軟件為 Windows NT/2021，而且編程環(huán)境 Visual C++為專業(yè)程序員使用工具，比較易于使用，可行。 二、 需求分析 需求分析的基本任務(wù)是準(zhǔn)確的回答“系統(tǒng)必須做什么？”這個(gè)問題。這一階段是對(duì)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)最為全面、準(zhǔn)確、清晰、得體的一個(gè)比較關(guān)鍵的時(shí)期。而且需求分析的結(jié)果是系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)，關(guān)系到工程的成敗和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，必須用行之有效的方法對(duì)軟件需求進(jìn)行嚴(yán)格的審查驗(yàn)證，為下一步的總體設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 (一 ) 系統(tǒng)的功能要求 在線朋友指的是在所有使用本系統(tǒng)在局域網(wǎng)上進(jìn)行信息傳遞的用戶。局域網(wǎng)中在線用戶之間的聊天包括文本聊天及語音聊天。 文本聊天 就是在線雙方互相傳遞文本信息的功能，而語音聊天就是指在線雙方互相傳遞語音信息的功能。 下面是文本聊天部分所要完成的功能。 1）在這個(gè)系統(tǒng)中只要在線就可以和所有使用此系統(tǒng)的已經(jīng)在線的朋友進(jìn)行聊天， 并且為不同的朋友提供不同的聊天窗口，也就是說和 10 個(gè)在線人員聊天的話就得有 10個(gè)聊天窗口打開。 2）與特定用戶之間的聊天窗口中必須提供聊天信息的輸入和聊天信息的顯示功能。 3）要發(fā)送給對(duì)方的文字或字符的輸入工作要在聊天窗口的輸入框中完成。 4）當(dāng)輸入完聊天信息以后進(jìn)行發(fā)送，當(dāng)發(fā)送沒有結(jié)束時(shí)，不能進(jìn)行新的聊天內(nèi)容 的輸入。一般聊天內(nèi)容一次不能超過 500 個(gè)字符。 5） 聊天信息要顯示在聊天窗口中，顯示的內(nèi)容包括：發(fā)送信息、接收信息。 發(fā)送信息是指自己發(fā)送給對(duì)方的信息，即發(fā)送內(nèi)容；接收信息是指來自對(duì)方的信息，這里顯示接收到的內(nèi)容。 以下是語音聊天部分要完成的功能。 6）在聊天窗口以建立的基礎(chǔ)上，建立與服務(wù)器端的連接。 7）與對(duì)方連接以后開始語音聊天。 8）想結(jié)束語音聊天時(shí)，按結(jié)束鍵就能與對(duì)方斷開連接，即結(jié)束語音聊天。 (二 ) 系統(tǒng)性能要求 a.. 時(shí)間性能要求：在實(shí)際應(yīng)用中由于客戶端的大量頻繁的訪問，服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間 應(yīng)該盡可能縮短，對(duì)于有特殊需求的應(yīng)用，還要求達(dá)到實(shí)時(shí)響應(yīng)。 b. 存儲(chǔ)性能要求：根據(jù)應(yīng)用中的實(shí)際情況配置適當(dāng)容量的存儲(chǔ)設(shè)備，特別是音頻存儲(chǔ)設(shè)備容量方面要適當(dāng)?shù)门渲谩? c. 穩(wěn)定性安全性要求：要求軟件盡可能的穩(wěn)定，對(duì)于一般的應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)安全 性要求不高，對(duì)于特殊的應(yīng)用，還需要在安全性方面加以保證，所以要相應(yīng)提高服務(wù)器端的配置。 (三 ) 系統(tǒng)運(yùn)行要求 服務(wù)器端 : 用于接收 /轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)中服務(wù)器端本身也可以是客戶端。 客戶端 ： 多個(gè) PC 機(jī)，通信用，作為文字及音頻數(shù)據(jù)發(fā)生端。 第三章 總體設(shè)計(jì) 經(jīng)過了需求分析階段的工作，系統(tǒng)必須“做什么”的問題已經(jīng)清楚了，現(xiàn)在是決定“怎么做”的時(shí)候了。總體設(shè)計(jì)的基本目的就是回答“系統(tǒng)應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)？”這個(gè)問題。在這里要確定系統(tǒng)中每個(gè)程序是由哪些模塊組成的，以及這些模塊相互間的關(guān)系。 在需求分析里也已經(jīng)說明了對(duì)于局域網(wǎng)即時(shí)聊天程序的設(shè)計(jì)過程主要由在線朋友文本聊天功能和語音聊天功能。由于語言聊天是發(fā)送聲音的一端將硬件接口采集到的聲音數(shù)據(jù)通過 Socket 發(fā)送到另外一端，另外一端根據(jù)得到的聲音數(shù)據(jù)調(diào)用硬件接口播放聲音，所以其 核心是聲音數(shù)據(jù)的采集、播放和聲音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。 一、 層次圖 根據(jù)本次設(shè)計(jì)需要，把整個(gè)即時(shí)聊天系統(tǒng)分成文本聊天部分和語音聊天部分。 文本聊天部分主要由文字輸入及發(fā)送、聊天記錄保存、接收文字信息等三個(gè)模塊分成。語音聊天部分則由四個(gè)模塊分成。即通信模塊、聲源采集模塊、聲音數(shù)據(jù)傳輸、音頻再生模塊。