廣播通信設(shè)計報告

1、 計算機網(wǎng)絡(luò) 課程設(shè)計報告課 題: 廣播通信設(shè)計 專 業(yè) 班 級： 計科10101班 姓名（學號）： 晏麗君（201017010142） ： 胡 濤 （201017010102） 指 導 教 師: 梅 曉 勇 評閱意見：評定成績： 指導老師簽名： 年 月 日目 錄目 錄1.目的和意義2 1.1 設(shè)計目的 2 1.2 設(shè)計意義 22.基本原理2 2.1概述 2 2.2作用 33.需求分析3 3.1系統(tǒng)功能需求分析 3 3.2 功能函數(shù)部分 34.概要設(shè)計3 4.1編程環(huán)境 3 4.2 模塊分析 45.詳細設(shè)計 4 5.1具體實現(xiàn)過程5 5.2主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)86.嗅探器的實現(xiàn)與測試8 6.1實現(xiàn)與測

2、試87.心得結(jié)論128.參考文獻 121.目的和意義1.1設(shè)計目的1掌握廣播通信技術(shù)；2了解基于winsock api的消息機制和編程應用方法；3了解windows sdk編程架構(gòu)。1.2設(shè)計意義通過此次課程設(shè)計，能夠基本掌握廣播通信技術(shù)，了解基于winsock api的消息機制和編程應用方法，以及windows sdk編程架構(gòu)。通過查閱資料，了解單播、廣播、多播的區(qū)別和聯(lián)系，以及各自的優(yōu)缺點和適應范圍，并能夠在此基礎(chǔ)上，完成廣播通信的設(shè)計。2.基本原理2.1概述根據(jù)socket通信原理實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的基于tcp方式的廣播通信。服務(wù)器端：（1）首先，在實用socket之前，要首先初始化socket

3、； （2）在初始化完成以后，就可以建立服務(wù)端的socket，然后實用該sokcet開始偵聽整個網(wǎng)絡(luò)中的連接請求。（3）當檢測到來自客戶端的連接請求時，向客戶端發(fā)送收到連接請求的信息，并建立與客戶端之間的連接。在建立連接的過程中，會產(chǎn)生一個新的socket，我們使用找個socket來進行數(shù)據(jù)的通信；（4）在通信的過程中，服務(wù)器端的產(chǎn)生的新的socket會通過一個消息響應函數(shù)來接受到達的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的發(fā)送可以使用servergui（）來完成；（5）當完成通信后，服務(wù)器關(guān)閉與客戶端的socket連接?？蛻舳耍海?）初始化socket，并建立客戶端的socket，確定要連接的服務(wù)器的主機名和端口；（2）

4、發(fā)送連接請求到服務(wù)器，并等待服務(wù)器的回饋信息；（3）連接成功后，與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)的交互；（4）數(shù)據(jù)的讀取是通過listenserver（）來完成的，數(shù)據(jù)的發(fā)送通過client gui（）即可；（5）數(shù)據(jù)處理完畢后，關(guān)閉自身的socket連接。2.2作用主機之間采用“一對所有”的通訊模式，網(wǎng)絡(luò)對其中每一臺主機發(fā)出的信號都進行無條件復制并轉(zhuǎn)發(fā)，所有主機都可以接收到所有信息（不管你是否需要），由于其不用路徑選擇，所以使得網(wǎng)絡(luò)成本可以很低廉。3.需求分析3.1系統(tǒng)功能需求分析在計算機網(wǎng)絡(luò)間的通信中，單播和組播有其獨特的優(yōu)勢：單播的信息的接收和傳遞只在兩個節(jié)點之間進行；多播既可以一次傳送所有的數(shù)據(jù)，也可

5、以達到只對特定對象傳送數(shù)據(jù)的目的。雖然如此看來，單播和多播足以應對網(wǎng)絡(luò)間的通信。但是，他們也有一定的缺陷：單播的服務(wù)器針對每個客戶機發(fā)送數(shù)據(jù)流，在客戶數(shù)量大，客戶機流量大的流媒體應用中，服務(wù)器會不堪重負；而多播與單播協(xié)議相比沒有糾錯機制，發(fā)生丟包錯包后難以彌補。所以，這就使得廣播有了更大的需求和存在性。廣播不僅網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡單，維護簡單，布網(wǎng)成本低廉，而且由于服務(wù)器不用向每個客戶機單獨發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)器流量負載極低。在此次廣播通信的設(shè)計中，通過啟動服務(wù)器，然后客戶端發(fā)送連接服務(wù)器的請求，便可實現(xiàn)服務(wù)器端到客戶端的廣播。3.2功能函數(shù)部分1.getinputstream() 說明：從對方獲取輸入流；2

6、. getoutputstream() 說明：從對方獲取輸出流；3. printstacktrace() 說明：將信息打印在控制臺上；4. elementat(i) 說明：返回vector里面存放的第i個元素；5.close() 說明：用于關(guān)閉一個被打開的的文件；6. run() 說明：為用戶界面線程提供默認的消息循環(huán)；7. servergui()說明：服務(wù)器端的圖形界面設(shè)計；8. clientgui () 說明：客戶端的圖形界面設(shè)計；9.getcontentpane() 說明：初始化一個容器，用來在容器上添加上添加一些控件； 4概要設(shè)計4.1編程環(huán)境1.microsoft windows x

7、p操作系統(tǒng)2.eclipse3.7.2 軟件4.2模塊分析1.服務(wù)器模塊：服務(wù)器端需要引入兩個包，java.io包和包，io包是解決輸入輸出流的問題，net包包含了socket編程所需要的api，服務(wù)器端首先要得到serversocket的對象；服務(wù)器端socket對象通過accept（）方法開始監(jiān)聽連接過來的客戶端信息。如果有客戶端信息過來，則對象soc調(diào)用輸入輸出流的方法,soc.getinputstream()，同時把得到的getinputstream封裝在datainputstream當中，在客戶端通信時，有可能兩端存在于不同的操作系統(tǒng)，datainputstream可以很好的解決這個

8、問題。2.客戶端模塊：客戶端代碼與服務(wù)器端大多類似，有一點顯著不同，在客戶端沒有serversocket類，即客戶端不用監(jiān)聽任何連接，只需要發(fā)送即可。通過與服務(wù)器端的連接，就可以得到聊天對象soc?？蛻舳吮仨毷紫韧ㄟ^readutf()讀取信息，才能接收服務(wù)器發(fā)送來的信息。 3.監(jiān)聽模塊：包含監(jiān)聽服務(wù)器端發(fā)送的消息listenserver（）和監(jiān)聽客戶端發(fā)送的連接請求以及發(fā)送的消息listenclient（）。 4.其他功能模塊：包含服務(wù)器端服務(wù)器的啟動，服務(wù)器的關(guān)閉以及客戶端的與服務(wù)器的連接和客戶端的關(guān)閉。5.詳細設(shè)計5.1具體實現(xiàn)過程1.流程圖 否是否是開 始服務(wù)器端輸入端口號，啟動服務(wù)器客

9、戶端輸入服務(wù)器端ip和端口號，請求連接是否正常啟動是否連接成功服務(wù)器端對客戶端進行廣播通信關(guān)閉服務(wù)器端與客戶端結(jié) 束圖1 具體實現(xiàn)過程流程圖2.服務(wù)器端： 運用線程thread，服務(wù)器端socket對象通過listenserver()開始監(jiān)聽連接過來的客戶端信息。如果有客戶端信息過來，則對象soc調(diào)用輸入輸出流的方法，soc.getinputstream()，同時把得到的getinputstream封裝在datainputstream當中。public class listenserver extends thread private datainputstream in; /使用規(guī)定的底層輸

10、入流創(chuàng)建一個datainputstream private dataoutputstream out; private socket soc; private jtextarea area; public listenserver(socket soc, jtextarea area) this.soc = soc; this.area = area; try this.in = new datainputstream(soc.getinputstream();/輸入流 this.out = new dataoutputstream(soc.getoutputstream();/輸出流 cat

11、ch (ioexception e) e.printstacktrace();/輸出異常信息 通過run()方法，為用戶界面線程提供默認的消息循環(huán)。 public void run() while (true) try string s = this.in.readutf();/轉(zhuǎn)化成utf-8編碼格式 this.area.append(s); continue; catch (ioexception e) joptionpane.showmessagedialog(null, 服務(wù)器異常，無法進行正常聊天，退出程序！); system.exit(0); try this.in.close()

12、; this.out.close(); this.soc.close(); catch (ioexception e1) e1.printstacktrace(); 3.客戶端：通過與服務(wù)器端的連接，就可以得到聊天對象soc。然后通過listenclient（）方法，調(diào)用輸入輸出流的方法，將收到的信息數(shù)據(jù)打印在控制臺上。public class listenclient extends thread public int clientid; private datainputstream in; public dataoutputstream out; public socket soc; p

13、rivate vector v; private string s; private jtextarea area; private jtextfield field; public listenclient(int id, socket soc, vector v, jtextarea area, jtextfield field) this.clientid = id; this.soc = soc; this.v = v; this.area = area; this.field = field; try this.in = new datainputstream(soc.getinpu

14、tstream(); this.out = new dataoutputstream(soc.getoutputstream(); catch (ioexception e) e.printstacktrace(); /打印在控制臺上 public void run() while (true) int i; listenclient lc; try this.s = this.in.readutf(); this.area.append(客戶 + this.clientid + 說: + this.s); int i1 = 0; listenclient lc1 = (listenclien

15、t)this.v.elementat(i1); synchronized (lc1.out) /加鎖,相當于不管哪一個線程（例如線程a），運行到這個方法時,都要檢查有沒有其它線程b（或者c、 d等）正在用這個方法 lc1.out.writeutf(客戶 + this.clientid + 說: + this.s);待添加的隱藏文字內(nèi)容2 i1+; continue; catch (ioexception e) i = 0; lc = (listenclient)this.v.elementat(i);/返回vector里面存放的第i個元素 if (lc.clientid != this.cli

16、entid) continue; try lc.out.close(); lc.in.close(); lc.soc.close(); catch (ioexception e1) e1.printstacktrace();/輸出異常信息 this.v.remove(i); this.field.settext(string.valueof(this.v.size(); i+; if (i = this.v.size() continue; 5.2主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （1）vector類該類在java.util包中，而且是同步的。由vector創(chuàng)建的tterator，雖然和arraylist創(chuàng)建的i

17、terator是同一接口，但是，因為vector是同步的，當一個iterator被創(chuàng)建而且正在被使用，另一個線程改變了vector的狀態(tài)（例如，添加或刪除了一些元素），這時調(diào)用iterator的方法將拋出concurrentmodificationexception，因此必須捕獲異常。6嗅探器的實現(xiàn)與測試6.1實現(xiàn)與測試運行servergui.java ,輸入端口號（0-65535）就可啟動服務(wù)器。并可以看到已經(jīng)連接的客戶端書數(shù)目。圖2 服務(wù)器端啟動服務(wù)器 運行clientgui.java,輸入服務(wù)器端的ip和端口號，如果輸入正確，就可建立與服務(wù)器端的連接。圖3 客戶端連接到服務(wù)器端 直接在服

18、務(wù)器端輸出消息（發(fā)送內(nèi)容不能為空）即可進行廣播?？蛻暨B接數(shù)數(shù)目為多少就有多少個客戶端主機收到消息。圖4 客戶端廣播消息客戶端既能接收到服務(wù)器端的廣播消息，還能發(fā)送消息。圖5 客戶端接收與發(fā)送消息 服務(wù)器端與客戶端交互的過程中，由于操作不當會引起很多錯誤。以下是其中的三種情況。是ip或者端口號輸入錯誤，是無客戶端只有服務(wù)器端，是服務(wù)器已關(guān)閉。圖6 ip或者端口號輸入錯誤圖7 無客戶端連接圖8 關(guān)閉服務(wù)器端7.心得結(jié)論這次為期一周的計算機網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計，我的選題是廣播通信設(shè)計。剛開始拿到這個課題的時候，確實有點不知從何下手的感覺。說實話，編寫程序一直是我比較害怕的，所以對自己是否能夠完成任務(wù)很是擔心

19、?？赡苓@個課題對于編程技術(shù)很高的人來說很簡單，但是對于我這個很少寫代碼的人來說是有點難度的。雖說對廣播通信的原理明白于心，可還是不知道怎么用代碼展示出來。于是，最先想到的是去網(wǎng)上查找資料，網(wǎng)上對于這個選題的資料還是蠻少的，找了很多還沒理出什么頭緒來。最后，不得不找班上的同學的幫忙，然后，他讓我用java語言寫一個圖形界面的服務(wù)端和客戶端，然后通過啟動，連接和監(jiān)聽實現(xiàn)服務(wù)器端的廣播功能。直到第四天，我們才大概做完了。雖有缺陷，但畢竟是自己在同學的幫助下做出來的，還是很開心的。一件事情，在做的過程中，雖有諸多磨難，諸多抱怨，但是完成這件事情之后的那種輕松愉悅的感覺是前所未有的。這個設(shè)計的完成，讓我學到了很多，也有很多同學要去感謝。首先，最顯而易見的是，讓我