2022年校园网网络构建方案设计和实现计算机网络课程设计报告书 .pdf

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1、校园网网络构建方案设计和实现课程设计报告书计算机科学与技术学院计算机专业计 081 班一、课程设计 (论文) 题目校园网网络构建方案设计和实现二、 课程设计 ( 论文)工作 2011 年 1 月 5 日起至 2011 年 1 月 13 日止。三、课程设计 (论文) 地点: 计算机 508 四、课程设计 (论文) 内容要求：1本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；（2）使学生学会系统调试；（3）培养学生分析、解决问题的能力；（4）提高学生的软件文档写作能力。2课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）分析系统各功能模块的工作原理；（2）需求分析、概要设计、详细设计和调试分析

2、、测试分析、课设心得、参考文献（3）提出系统的设计方案；（4）对所进行编程、调试、修改。2）创新要求：在基本要求达到后，可进行创新设计，如：深入编程，高级编程；3）课程设计报告编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写课设报告（2）报告包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等（3）报告装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）考勤与学习态度： 20分；（2）完成原理分析和设计过程：完成：35 分；（3）完成调试运行结果正确：30分；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

3、第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - （4）答辩： 15 分。5）参考文献：（1）贾斌等. 网络编程技巧与实例 . 北京：人民邮电出版社，2001（2）侯 捷 . 深入浅出 MFC 华中科技大学出版社（3）http:/ /6）课程设计进度安排内容天数地点总体需求与分析构思及收集资料1图书馆各模块的编程实现，调试与修改3机房撰写论文与答辩1图书馆、机房，学生签名：08年 6 月 29 日课程设计 ( 论文) 评审意见（1）考勤与学习态度（ 20分） ：优（） 、良（） 、中（） 、一般（） 、差（） ；（2）原理与设计分析（ 35 分） ：优（） 、良（） 、中（） 、一

4、般（） 、差（） ；（3）调试与运行（ 30 分） ：优（） 、良（） 、中（） 、一般（） 、差（） ；（4）答辩（15 分） ：优（） 、良（） 、中（） 、一般（） 、差（） ；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（） 、否（）评阅人：职称： 讲师2008 年6 月 30 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - 目录一、需求分析 . 41.1winsock 编程技术简介 .1 1.2 点到点聊天的原理及 UDP

5、 协议的简介 ,.3 二、概要设计 . 6三、详细设计 . 8四、调试分析 . 13 五、测试分析 . 14 六、课设心得 . 15 七、参考文献 . 16 1总体规划：用到那些设备， 对每个物理设备的IP 地址划分2测试，调试，结果页面截图3心得，参考文献。4分小组，课程设计报告书电子当文件名: 学号 、文件。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - 一 需求分析在网络越来越发达的今天,人们对网络的依赖越来越多,越来越

6、离不开网络,由此而产生的聊天工具越来越多,类似 QQ,网络聊天时一类的聊天系统的发展日新月异 ,因此产生了制作一个类似QQ 的网络聊天工具的 ;而且通过制作该程序还能更好的学习网络软件编程知识. 1.1 winsock 编程技术简介目前， Inte.NET 已成为世界上最大的TCP/IP 网络。 早期的站点是 unix 机器，一组称为Berkeley 插口的约定成为INTERNET 上 UNIX机器之间利用TCP/IP 进行通信的标准。 其他操作系统也用TCP/IP 进行通信，这极大地促进了 INTERNET 的发展。windows 插口WINSOCK 标准定义了一个DLL 接口，通常叫做 W

7、INSOCK.DLL 或者WSOCK32.DLL 。无论机器上安装了哪一个DLL ，只要函数的名字，参数含义以及最终的功能是相同的，应用程序就可以调用这些函数。在插口编程里一个重要的概念就是一个插口的端口。INTERNET 上的每一个站点都有一个数字地址称为IP 地址，通常是由逗号分开的四个数。在机器上运行的程序可以随心所欲地用插口与其他机器进行通信。请求到达机器时携带一个端口号，一个大于1024 的数，它表明此请求是给那个应用程序的。多数插口的工作是基于连接的：两个程序在每一端用一个插口形成一个连接，然后沿着该连接收发数据。有些应用程序倾向无连接地发送，但是这些数据的到达是没有保障的。客户机

8、 /服务器模式在 TCP/IP 应用中，如何采用客户机/服务器模式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - 客户机一方， TCP/IP 应用程序功能如下：1） 打开通信信道（申请一套接字） ，并连接到服务器在主机的保留端口，该端口对应服务器的TCP/IP 进程。2） 向服务器发出请求报文，等待接收应答。3） 从服务器方收到最终应答结果，或在不再请求时关闭信道并终止客户机进程。服务器一方， TCP/IP 应用程序动作如下

9、：1） 打开通信信道（申请一套接字） ，通知本地主机在某一保留端口接收客户机请求。2） 等待客户请求到达指定端口。3） 接收到请求，启动一新进程处理用户请求，同时释放旧进程以响应新的客户请求，一旦服务完成，关闭新进程与客户的通信链路。4） 继续等待客户机请求。5） 如果不想响应客户机请求，关闭服务器进程。综上所述， TCP/IP 应用中的服务器程序必须先于客户机进程启动，直到对客户机的响应结束或强迫终止。WINSOCK1.1 版通过异步选择机制来实现非阻塞通信方式，对于非阻塞方式，函数被调用后立即返回，当传送完成后由WINSOCK 给进程发一个事先约定好的消息WinSock 是 Windows

10、 Sockets的缩写，它作为Windows 和 TCP/IP 之间的接口。 而我们都知道 TCP/IP 在互联网举足轻重的作用， 如果希望了解 Socket，那么 Berkeley Socket不可不提，它是在 UNIX 下对 TCP/IP 进行编程的标准模式。 WinSock 的设计和它很象，这样可以使UNIX上的应用程序在Windows 平台上使用。但是，两者也有一些区别，如WinSocket 利用了Windows 的一些特点，而这些特点对于UNIX 来说是没有的。WinSock 是一个 DLL ，它运行于 Windows 3.x，Windows for Workgroups ，wind

11、ows NT 和 Windows 95 下。WINSOCK.DLL 是与 TCP/IP 的接口，通过这个接口和网络进行连接。WINSOCK.DLL 实际上是作为 WinSock 应用程序和 TCP/IP协议栈之间的中间层。用户的应用程序告诉WINSOCK.DLL需要做什么， WINSOCK.DLL将这些命令传送到TCP/IP 协议栈，由 TCP/IP 协议栈传送到网络。但是重名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - 要的

12、事情是用户必须注意用户使用的WINSOCK.DLL 必须和 TCP/IP的版本号一致。不要以后它们都叫WinSocks 它们就是一样的。所以，如果用户在使用 microsoft 的 TCP/IP，就不能使用 Trumpet Winsock。同样，如果用户正在使用SLIP 连接，而希望由Chameleon Sampler 的 Winsock 切换到Trumpet Winsock，用户必须删除 Chameleon的 WINSOCK.DLL ，然后再安装新的 WINSOCK.DLL 。1.2 点到点聊天的原理及UDP 协议的简介利用 WinSock 控件可以与远程计算机建立连接，并通过用户数据文报协

13、议 (UDP) 。 这种可以用来创建客户与服务器应用程序。与 Timer 控件类似，WinSock 控件在运行时是不可见的。用途1 创建收集用户信息的客户端应用程序，并将收集的信息发送到某中央服务器。2 创建一个服务器应用程序，作为多个用户的数据的汇入点。3 创建“ 聊天” 应用程序。在使用 WinSock 控件时，首先需要考虑使用什么协议。因此我选择UDP协议UDP 协议是一种无连接协议，两台计算机之间的传输类似于传递邮件：消息从一台计算机发送到另一台计算机，但是两者之间没有明确的连接。另外，单次传输的最大数据量取决于具体的网络。协议的设置在设计时，可以按如下方式设置应用程序使用的协议：在“

14、 属性” 窗口中单击“ 协议” ， sckUDPProtocol 。也可以使用程序代码来设置Protocol 属性，如下所示：Winsock1.Protocol = sckTCPProtocol 确定计算机的名称在与远程计算机相连接的时候，需要知道它的IP 地址或者它的 “ 好听的名字” 。IP 地址是一串数字，每三个数字为一组，中间用点隔开（形如xxx.xxx.xxx.xxx ） 。通常，最易记住的是计算机的“ 好听的名字 ” 。确定计算机的名字1 在计算机的 “ 任务栏 ” 上，单击 “ 启动” 。2 在“ 设置” 项中，单击 “ 控制面板 ” 。3 双击“ 网络” 图标。4 单击“ 标识

15、” 选项卡。5 在“ 计算机名称 ” 框中可以找到计算机的名称。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - 上面找到的计算机名称可以作为RemoteHost 属性的值。UDP 初步创建 UDP 应用程序比创建TCP 应用程序还要简单，因为UDP 协议不需要显式的连接。一个Winsock 控件必须显式地进行 “ 监听” ，另一个必须使用 Connect 方法初始化连接。UDP 协议不需要显式的连接。要在两个控件中间发送数据，

16、只需进行以下的三步即可（在连接的双方） ：1. 将 RemoteHost 属性设置为另一台计算机的名称。2. 将 RemotePort 属性设置为第二个控件的LocalPort 属性。3. 调用 Bind 方法，指定使用的LocalPort 。 （下面将详细地讨论该方法。 ）因为两台计算机的地位可以看成“ 平等的 ” ，这种应用程序也被称为点到点的。为了具体说明这个问题，下面将创建一个“ 聊天” 应用程序，两个人可以通过它进行实时的交谈。创建一个UDP 伙伴1 创建一个新的Standard EXE 工程。2 将缺省的窗体的名称修改为frmPeerA 。3 将窗体的标题修改为 “Peer A ”

17、。4 在窗体中放入一个Winsock 控件，并将其命名为udpPeerA 。5 在“ 属性” 页上，单击 “ 协议” 并将协议修改为UDPProtocol 。6 在窗体中添加两个TextBox 控件。将第一个命名为txtSend ，第二个命名为 txtOutput 。7 为窗体增加如下的代码。Private Sub Form_Load() 控件的名字为udpPeerA With udpPeerA 重点:必须将 RemoteHost 的值修改为计算机的名字。.RemoteHost= PeerB .RemotePort = 1001 连接的端口号。.Bind 1002 绑定到本地的端口。End W

18、ith frmPeerB.Show 显示第二个窗体。End Sub Private Sub txtSend_Change() 在键入文本时，立即将其发送出去。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - udpPeerA.SendData txtSend.Text End Sub Private Sub udpPeerA_DataArrival _ (ByVal bytesTotal As Long) Dim strData

19、 As String udpPeerA.GetData strData txtOutput.Text = strData End Sub 创建第二个UDP 伙伴1 在工程中添加一个标准窗体。2 将窗体的名字修改为frmPeerB 。3 将窗体的标题修改为 “Peer B ”。4 在窗体中放入一个Winsoc二、概要设计运用所学的编程知识，加上网络方面的一些知识结构，模拟QQ 聊天工具，通过 SOCKET 编写的简易网络聊天工具。1）聊天程序的功能及其相关网络协议1、建立侦听服务这个需求是服务器端的需求。2、用户登录包括客户端请求登录以及服务器端响应登录两个过程。3、收发聊天信息包括客户端发送聊

20、天信息以及服务器端转发聊天信息两个过程。4、收发系统信息由服务器端发送给客户端的信息。5、用户下线包括客户端请求下线以及服务器响应请求两个过程，这个与用户登录类似。6、服务器关闭名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - 该聊天工具采用C/S 结构，在分布处理过程中，使用基于连接的网络通信模式。该通信模式首先在客户机和服务器机之间定义一套通信协议，并创建一个SOCKET 类，利用这个类建立一条可靠的连接；然后，客户/服务器

21、再在这条连接上可靠地传输数据。客户机发出请求，服务器监听来自客户机的请求，并为客户机提供响应服务。这就是典型的“请求-应答”模式。服务器端和客户端的功能说明如下：服务器：功能：1、启动服务，建立侦听，接受客户端连接。2、接收、分析、转发聊天消息3、向客户端发送系统消息4、关闭服务，并向客户端发送服务器关闭消息客户端：功能：1、连接服务器，发送用户登录请求2、向服务器发送聊天信息3、接收服务器转发的聊天信息4、接收服务器发送的系统信息5、响应服务器关闭的消息TCP/IP 服务器与客户端套接字中，客户通过服务器端的IP 地址和端口号来建立和服务器的连接，.Sockte类勇于执行客户端的TCP 操作

22、。每个服务器套接字运行在服务器特定的端口，监听在这个端口的TCP连接。当远程的客户端的Socket 试图与服务器指定端口建立连接时，服务器被激活，判定客护端的连接，并打开两个主机之间固有的连接。一旦客户端与服务器建立了连接，则两者之间就可以传送数据，而数据是通过这个固有套接字传递的。在 ServerSocket类中包含了创建 ServerSocket对象的构造方法， 在指定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - 端口监

23、听的方法，建立连接后发送和接受数据的方法。服务器与客户端根据一定的网络协议交互，直到关闭连接。三 详细设计基于客户 /服务器模型的套接字编程，服务器端和客户端的设计如下所示：1） 、服务器针服务器功能，设计了下面4 个类：1、用户信息链表类：提供一个链表数据结构以及一组链表的操作函数，用于保存用户信息。提供链表的添加、删除以及查找这3个基本功能。部分功能代码如下：public class UserInfoList Node root; Node pointer; int count; public UserInfoList() root = new Node(); root.next = nu

24、ll; pointer = null; count = 0; public void add(Node n) /新的用户登陆，向链表中加入成员用户 , public void del(Node n) /用户离开，从链表中删除该用户 , public int getCount() /统计当前用户的人数 , public Node find(String username) /通过用户名来查找该用户的状态 , public Node find(int index) /通过结点来查找该用户的状态 , 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

25、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - 2、服务器主框架类：提供服务器的界面，并且实现了服务器的启动和关闭以及服务器系统的消息的发送功能。部分代码如下：public class ServerFrame extends JFrame /服务器的界面设置,public void init() Border bevelBorder = BorderFactory.createBevelBorder( BevelBorder.RAISED, Color.white, Color.white, Color.white, Co

26、lor.white); ,/ 提供服务器的界面，排版及部件pack(); jbStartServer.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) startServer(); ); / 响应事件监听者,/ 同上面的实现事件 服务器的启动和关闭以及服务器系统的消息的发送：public void startServer() , public void stopServer() , public void sendStopToAll() , public void sendMsgT

27、oAll(String msg) , public void sendSystemMessage() ,3、务器侦听线程类：负责侦听客户端连接， 并实现响应用户登录的功能。public class ServerListenThread extends Thread ServerSocket server; /定义 SOCKET 端口,public void run() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - whil

28、e(!isStop & !server.isClosed() /通过 SOCKET 端口进行传输的数据流及传输流/获取函数getOutputStream()和 getInputStream() client = new Node(); client.socket = server.accept(); client.output=new bjectOutputStream(client.socket.getOutputStream(); client.output.flush(); client.input = new ObjectInputStream(client.socket.getInp

29、utStream(); client.username = (String)client.input.readObject(); 4、服务器接收线程类：负责接收客户端消息，并且对消息作出判断和相应的响应public void run() sendUserList(); /把一个新的成员列表发给所有的用户while (!isStop & !client.socket.isClosed() String type = (String) client.input.readObject(); if (type.equalsIgnoreCase( 聊天信息 ) String toSomebody = (

30、String) client.input.readObject(); String status = (String) client.input.readObject(); String action = (String) client.input.readObject(); String message = (String) client.input.readObject(); / 获取来自客户的消息，并进行分类发送String msg = client.username + + action + 对 + toSomebody + 说 : + + message + n; if (statu

31、s.equalsIgnoreCase( 悄悄话 ) msg = 悄悄话 + msg; /分类发送客户的消息,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - public void sendToAll(String msg) , /发送消息给所有的用户2） 、客户考虑设计两个类：1、客户端主框架类：用户界面、用户登录与下线、发送聊天信息public class ClientFrame extends JFrame Socket

32、 socket; /定义 SOCKET 客户端ObjectOutputStream output; /定义到服务器的输出流ObjectInputStream input; /定义从服务器获取数据的输入流,public ClientFrame() ,/客户端界面的设置，排版及组件serverAddress = new JTextArea( 请输入服务器地址);/ 输入连接到服务器的IP 地址login.addActionListener(new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) LogIn(); ); ,/同上

33、一样的时间响应 public void LogIn() / 网络数据通信try socket = new Socket(serverAddress.getText(), 8000); /设置服务器的IP 和端口号 80000 catch (UnknownHostException e) serverAddress.setText(服务器地址不可达，请重新输入! ); serverAddress.setEditable(true); output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream();/ 输出信息output.flush(); 名师资

34、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream();/获取输入信息output.writeObject(textfield.getText();/将消息域的信息发给服务器output.flush(); /刷新数据流, 2、客户端接收线程类：信息接收功能、响应服务器关闭消息public void run() while(!sock

35、et.isClosed() /判断当前的连接状态 String type = (String)input.readObject(); /获取信息if(type.equalsIgnoreCase( 系统信息 ) ,/发送系统消息 else if(type.equalsIgnoreCase( 服务关闭 ) ,/关闭与服务器的连接 else if(type.equalsIgnoreCase( 聊天信息 ) ,/显示聊天信息 else if(type.equalsIgnoreCase( 用户列表 ) ,/改动用户列表中成员 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

36、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - 四、调试分析（图 1）服务器端（图 2）客户端（图 3）客户上线显示（图 4）成员列表（图 5）说话者的心情（图 6）通话方式名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - （图 7）显示信息五、测试分析上面的 QQ 聊天室是基于C/S 结构的网络工具，运用SOCKET 类和SERVE

37、RSOCKET 类网络编程工具开发的简单聊天系统，分为服务器端和客户端。网上任何两台机器之间要进行SOCKET 通信，只要将一台作为服务器，另一端做为客户端即可。实际应用中，作为服务器的计算机通常性能较好，服务器往往面临很多客户的连接访问。SOCKET 类用在客户端，用户通过构造一个SOCKET 类来建立与服务器的连接。 SOCKET 连接可以是流连接，也可以是数据报连接，这取决于构造 SOCKET 类时使用的构造方法，但一般使用的流连接。流连接的优点是所有数据都能准确、有序地传送到接受方，缺点是速度慢。而在服务器端创造一个SERVERSOCKET 对象，通过执行ACCEPT 方法监听客户连接

38、，这将使线程处于等待状态。然后在客户端构造SOCKET类，与服务器的指定断口进行连接。服务器监听到连接请求后，就可在两者之间建立连接。连接建立之后就可取得相应的输入输出流进行通讯，一方的输出流发送的数据将被另一方的输入流读取。该程序实现了简单的多用户聊天演示；用户名输入界面， 用户输入身份后再进入聊天界面；在客户方显示成员列表，可以选择将信息发送给哪些用户；如何在服务器方对退出的用户进行处理，保证聊天发送的消息只发给在场的用户，这点客户方与服务器方配合编程，客户退出时给服务器方发消息；以及说话人当时是心情，语气等。六、课设心得略名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - 七、参考文献1）贾斌等 . 网络编程技巧与实例. 北京：人民邮电出版社，2001（2）侯捷 . 深入浅出MFC 华中科技大学出版社（3）http:/ / 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - -