计算机网络课程设计--简单即时通信.docx

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1、课程设计报告20142015学年第一学期课程名称计算机网络设计题目聊天室一、设计任务与要求错误!未定义书签。二、JAVA语言简介错误!未定义书签。1、组成错误!未定义书签。2、体系错误!未定义书签。3、优势错误!未定义书签。4、虚拟机错误!未定义书签。三、TCP简介及特点原理错误!未定义书签。1. .什么是TCP错误!未定义书签。2. TCP功能错误!未定义书签。3. TCP所提供服务的主要特点错误!未定义书签。4. TCP支持的服务器类型错误!未定义书签。5. TCP的端口号错误!未定义书签。6. TCP协议是如何确保数据传输高可靠性错误!未定义书签。7. TCP的服务流程错误!未定义书签。

2、四、聊天室的设计与实现错误!未定义书签。1、客户机/服务器模式错误!未定义书签。2、系统实现原理错误!未定义书签。3、系统工作流程错误!未定义书签。4、界面设计与功能实现错误!未定义书签。五、课程设计的总结体会错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。一、设计任务与要求简单的即时通信软件：目的与要求：利用socket编程实现点对点通信，工作机制模仿即时通信软件的基本功能，登陆，上线，传递信息等等。分为客户部分和服务器部分两块，客户部分类似一般通信软件例如QQ,服务器部分主要提供客户端用户通信服务。二、JAVA语言简介Java是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java

3、面向对象程序设计语言（以下简称JaVa语言）和JaVa平台的总称。由JameSGoS1ing和同事们共同研发，并在1995年正式推出。用Java实现的HotJava浏览器（支持Javaapp1et）显示了JaVa的魅力：跨平台、动态的Web、Internet计算。从此，Java被广泛接受并推动了Web的迅速发展，常用的浏览器均支持JaVaaPp1et。另一方面，JaVa技术也不断更新。（2010年OraC1e公司收购了SUN）1、组成Java由四方面组成：JaVa编程语言、JaVa类文件格式、JaVa虚拟机和Java应用程序接口（JavaAPI）o平台Java平台由Java虚拟机（JavaVi

4、rtua1Machine,简称JVM）和Java应用编程接口（App1icationProgrammingInterface,简称API）构成。JaVa应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可分为基本部分和扩展部分。在硬件或操作系统平台上安装一个JaVa平台之后，Java应用程序就可运行。JaVa平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样JaVa程序可以只编译一次，就可以在各种系统中运行。JaVa应用编程接口已经从11X版发展到1.2版。常用的JaVa平台基于JaVaI.4,最近版本为JaVa1.7。2、体系JaVa分为三个体系J2SE（Java2P1atformStand

5、ardEdition,java平台标准版），J2EE（Java2P1atform,EnterpriseEdition,java平台企业版），J2ME（Java2P1atformMicroEdition,java平台微型版）。3、优势与传统程序不同，Sun公司在推出Java之际就将其作为一种开放的技术。全球数以万计的Java开发公司被要求所设计的Java软件必须相互兼容。“Java语言靠群体的力量而非公司的力量”是SUn公司的口号之一，并获得了广大软件开发商的认同。这与微软公司所倡导的注重精英和封闭式的模式完全不同。Sun公司对Java编程语言的解释是：JaVa编程语言是个简单、面向对象、分布式

6、、解释性、健壮、安全与系统无关、可移植、高性能、多线程和动态的语言。Java平台是基于Java语言的平台。这样的平台非常流行。因此微软公司推出了与之竞争的.NET平台以及模仿Java的C#语言。4、虚拟机JaVa虚拟机(JaVaVirtua1Machine)简称JVMJaVa虚拟机是一个想象中的机器，在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。引入JaVa语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在JaVa虚拟

7、机上运行的目标代码(字节码)，就可以在多种平台上不加修改地运行。JaVa虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。三、TCP简介及特点原理1. .什么是TCPTCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport1ayer)通信协议。在简化的计算机网络OS1模型中，它完成第四层传输层所指定的功能。在因特网协议族(InternetProtOCOISUite)中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换。应用层向TCP层发送用于网间传输的、

8、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传送单元（MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。首先，TCP建立连接之后，通信双方都同时可以进行数据的传输，其

9、次，他是全双工的；在保证可靠性上，采用超时重传和捎带确认机制。在流量控制上，采用滑动窗口协议，协议中规定，对于窗口内未经确认的分组需要重传。在拥塞控制上，采用慢启动算法。2. TCP功能提供计算机程序间连接、检测和丢弃重复的分组、完成数据报的确认、流量控制和网络拥塞。3. TCP所提供服务的主要特点（1）面向连接的传输；（2）端到端的通信；（3）高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；（4）全双工方式传输；（5）采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列；（6）紧急数据传送功能。4. TCP支持的服务器类型不管怎样,TCP/IP是一个协议集。为应用提供一些低级功能,这些包括IP、TC

10、P、UDPo其它是执行特定任务的应用协议,如计算机间传送文件、发送电子邮件、或找出谁注册到另外一台计算机。因此，最重要的商业TCP/IP服务有：文件传送FiIeTransfer远程登录Remote1ogin计算机邮件MaiI网络文件系统(NFS)远程打EfJ(Remoteprinting)远程执行(Remoteexecution)名字服务器(Nameservers)终端服务器(Termina1servers)5. TCP的端口号TCP段结构中端口地址都是16比特，可以有在065535范围内的端口号。对于这65536个端口号有以下的使用规定：(1)端口号小于256的定义为常用端口，服务器一般都是

11、通过常用端口号来识别的。任何TCP/IP实现所提供的服务都用11023之间的端口号，是由IANA来管理的；(2)客户端只需保证该端口号在本机上是惟一的就可以了。客户端口号因存在时间很短暂又称临时端口号；(3)大多数TCP/IP实现给临时端口号分配10245000之间的端口号。大于5000的端口号是为其他服务器预留的。6. TCP协议是如何确保数据传输高可靠性为了保证可靠性，发送的报文都有递增的序列号。序列号和确认号用来确保传输的可靠性。止匕外，对每个报文都设立一个定时器，设定一个最大时延。对那些超过最大时延仍没有收到确认信息的报文就认为已经丢失，需要重传。7. TCP的服务流程TCP协议提供的

12、是可靠的、面向连接的传输控制协议，即在传输数据前要先建立逻辑连接，然后再传输数据，最后释放连接3个过程。TCP提供端到端、全双工通信；采用字节流方式，如果字节流太长，将其分段；提供紧急数据传送功能。尽管TCP和UDP都使用相同的网络层（IP）,TCP却向应用层提供与UDP完全不同的服务。TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。这一过程与打电话很相似，先拨号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。广播和多播不能用于TCPoTCP通过下列方式

13、来提供可靠性： 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据报长度将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段（SegIi1ent）TCP如何确定报文段的长度。 当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒 TCP将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发

14、端超时并重发）。 既然TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。 既然IP数据报会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。 TCP还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。两个应用程序通过TCP连接交换8bit字节构成的字节流。TCP不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务(bytestreamservice)o如果一方的应用程

15、序先传10字节，又传20字节，再传50字节，连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。收方可以分4次接收这80个字节，每次接收20字节。一端将字节流放到TCP连接上，同样的字节流将出现在TCP连接的另一端。另外，TCP对字节流的内容不作任何解释。TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASen字符、EBCD1C字符或者其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。这种对字节流的处理方式与Unix操作系统对文件的处理方式很相似。Unix的内核对一个应用读或写的内容不作任何解释，而是交给应用程序处理。对UniX的内核来说，它无法区分一个二进制文件与一个文本文件。TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN,ACKo这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包(SEQ=X)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。第二次握手:服务器收到SYN包,必须确认客户的SYN(ACK=x+1),同时自己也送一个SYN包(SEQ=y),即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(A