【導讀】局域網(wǎng)即時聊天通過進行文本聊天和語音聊天來實現(xiàn)彼此溝通、交流信息。在線用戶的文本、語音交互。在設計里涉及到了網(wǎng)絡通信基本原理和Socket編程及語音處理API技術(shù)。由于程序是在TCP/IP環(huán)境下運行，所以分服務器端和客戶端。端是通過建立Socket鏈接來實現(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 ............................................................................… .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，人們可以通過這個空間進行網(wǎng)絡聊天，實現(xiàn)彼此溝通，交換信息，甚至網(wǎng)絡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)在的學校更是如此，單單在課堂里或校園里的交流是遠遠不夠的，要是學校有聊天系統(tǒng)，那么學生之間或是師生之間的信息交流會更加頻繁、更方便，有利于建立友好的關(guān)系網(wǎng)。 這次設計不僅能實現(xiàn)文本聊天，還能進行語音聊天，語音聊天是一種最先進的聊天方式，您只要擁有一只麥克風就完全能夠加入進 來。你可以無所顧慮無所拘束地進行聊天，免了文字的虛幻。 本次局域網(wǎng)即時聊天程序設計主要用了 Visual C++編程環(huán)境，設計里還涉及到了網(wǎng)絡通信基本原理和 Socket 編程及語音處理 API 技術(shù)。 由于程序是在TCP/IP 環(huán)境下運行，所以分服務器端和客戶端。 服務器端和客戶端是通過建立Socket 鏈接來實現(xiàn)聊天功能。 本次設計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 （三） Visual C++ 簡介 Visual C++是一個功能強大的可視化應 用程序開發(fā)工具，用于 Windows 環(huán)境下 32 位的應用程序的開發(fā)，是計算機界公認的最優(yōu)秀的應用開發(fā)工具之一。在提供可視化的編程方式的同時， Visual C++也適用于編寫直接對系統(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行 Windows 95/98/NT 應用程序的開發(fā)，使得 Windows程序員從大量的復雜勞動中解救出來，體會到 真正的程序語言的強大功能和良好的靈活性。 Visual C++編程是一個面向?qū)ο蟮某绦蛟O計方法。同傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設計方法相比，它縮短軟件的研制時間，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雜的程序。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計吸取了結(jié)構(gòu)化程序設計的精華，它利用了人們根據(jù)對事物分類和抽象的傾向，引入了類和對象的概念，具有封裝性（數(shù)據(jù)抽象）、繼承和多態(tài)的特點。與結(jié)構(gòu)化程序設計不同的是，面向?qū)ο蟪绦蛟O計是用類抽象代表現(xiàn)實的實體，用類之間的繼承關(guān)系表示程序設計的抽象過程。函數(shù)只是對數(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計方法非常近現(xiàn)實，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)出功能強大的應用程序。 Visual C++還提供了豐富的技術(shù)資源， MSDN(Microsoft Develop Network)提供了強大的聯(lián)機幫助支持，同時還可以通過訪問 Microsoft 的網(wǎng)上站點來獲得最新的技術(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，可以通過這個端口與任何一個具有 Socket 端口的計算機通信，套接字是網(wǎng)絡通信的基礎。 Socket 在 Windows 以句柄的形式被創(chuàng)建。使用 Socket 進行網(wǎng)絡通信必須包含下面的幾種信息：雙方認可的協(xié)議，本地主機的 IP 地址，本地進程的協(xié)議端口，對方主機的 IP 地址，對方進程的協(xié)議端口。 Socket可分為： 1] 數(shù)據(jù)報套接字（ Datagram Sockets） —— 對于在 TCP/IP上實現(xiàn)的 WinSock，數(shù)據(jù)報套接字使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（ UDP）。數(shù)據(jù) 報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。不管是對單個的數(shù)據(jù)報，還是對數(shù)據(jù)包，流式套接字都提供了一種流式數(shù)據(jù)傳輸。 VC++對網(wǎng)絡 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)絡環(huán)境里，也是 Inter 上進行開發(fā) 最為通用的 API。最早美國加州大學 Berkeley 分校在 UNIX 下為 TCP/IP 協(xié)議開發(fā)了一個 API，這個 API 就是著名的 Berkeley Socket 接口（套接字）。在桌面操作系統(tǒng)進入 Windows 時代后，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)應用程序與 Windows Sockets DLL 的第一個函數(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 SOCKET 描述字連接在一起 listen() 設定 Socket 為監(jiān)聽狀態(tài)，準備被連接 accept() 接受某一 Socket 的連接要求，以完成面向連接的客戶端 Socket 的連接請求。 connect() 要求連接某一 Socket 到指定的網(wǎng)絡上服務端 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)生時通知使用者 （三） MFC Socket 編程技術(shù) MFC 是對 API 的封裝， MFC 針對 WinSock API 封裝了兩個類： CAsyncSocket和 Csocket。因此，使用這兩個類進行 Socket 網(wǎng)絡程序的編寫會比使用 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 WinSock API 進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，需要自己動手完成。另外，由于它對 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處理網(wǎng)絡通信中的一些任 務， MFC 在CAsySocket 類的基礎上派生了 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，而是對非阻塞的 Socket進行處理后實現(xiàn)的阻塞操作。在阻塞任務執(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 在這里先說明設計的需求分析之前分 析一下設計的可行性。 可行性分析的目的是為了用最小代價在最短時間內(nèi)確定問題是否能夠解決。可行性分析的實質(zhì)就是要進行一次壓縮簡化系統(tǒng)分析和設計的過程 ,也就是在較高層次上以較抽象的方式進行的系統(tǒng)分析和設計的過程 。 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)濟可行性：這個系統(tǒng)開發(fā)開發(fā)成較低，經(jīng)濟效益會遠大于開發(fā)成本，可行。 3） 操作可行性：系統(tǒng)硬件為 PC 機，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是準確的回答“系統(tǒng)必須做什么？”這個問題。這一階段是對系統(tǒng)認識最為全面、準確、清晰、得體的一個比較關(guān)鍵的時期。而且需求分析的結(jié)果是系統(tǒng)開發(fā)的基礎，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軟件需求進行嚴格的審查驗證，為下一步的總體設計打好基礎。 (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 個在線人員聊天的話就得有 10個聊天窗口打開。 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）當輸入完聊天信息以后進行發(fā)送，當發(fā)送沒有結(jié)束時，不能進行新的聊天內(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)送給對方的信息，即發(fā)送內(nèi)容；接收信息是指來自對方的信息，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上，建立與服務器端的連接。 7）與對方連接以后開始語音聊天。 8）想結(jié)束語音聊天時，按結(jié)束鍵就能與對方斷開連接，即結(jié)束語音聊天。 (二 ) 系統(tǒng)性能要求 a.. 時間性能要求：在實際應用中由于客戶端的大量頻繁的訪問，服務器響應時間 應該盡可能縮短，對于有特殊需求的應用，還要求達到實時響應。 b. 存儲性能要求：根據(jù)應用中的實際情況配置適當容量的存儲設備，特別是音頻存儲設備容量方面要適當?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，對于一般的應用系統(tǒng)，對安全 性要求不高，對于特殊的應用，還需要在安全性方面加以保證，所以要相應提高服務器端的配置。 (三 ) 系統(tǒng)運行要求 服務器端 : 用于接收 /轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)中服務器端本身也可以是客戶端。 客戶端 ： 多個 PC 機，通信用，作為文字及音頻數(shù)據(jù)發(fā)生端。 第三章 總體設計 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”的時候了?？傮w設計的基本目的就是回答“系統(tǒng)應該如何實現(xiàn)？”這個問題。在這里要確定系統(tǒng)中每個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)說明了對于局域網(wǎng)即時聊天程序的設計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)絡傳輸。 一、 層次圖 根據(jù)本次設計需要，把整個即時聊天系統(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模塊分成。語音聊天部分則由四個模塊分成。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。