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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即时通信软件目录一、任务分析与方案设计L任务分析错误!未定义书签。2.方案设计2二、开发环境与工具错误!未定义书签。1 .设计环境错误!未定义书签。1. 1eclipse开发平台介绍错误!未定义书签。2 .基础知识错误!未定义书签。2. IjavaSocket网络编程简介错误!未定义书签。3. 2套接字的介绍错误!未定义书签。三、TCP简介及特点原理5L什么是TCP52. TCP功能53. TCP所提供服务的主要特点64. TCP支持的服务器类型65. TCP的端口号66. TCP协议是如何确保数据传输高可靠性77. TCP的服
2、务流程7四、关键技术与理论错误!未定义书签。1. JAVA编程技术错误!未定义书签。2. JavaSocket网络编程接口错误!未定义书签。五、相关图解及程序10L体系结构设计102.具体功能模块的分析11六、测试及结果分析错误!未定义书签。七、心得体会错误!未定义书签。八、参考文献错误!未定义书签。一、任务分析与方案设计1 .任务分析计算机网络被应用于我们生活中的方方面面，可以说是网络让我们的生活变得更加美好，更加方便和快捷，我们的生活离不开网络基于局域网的即时通信软件的核心技术其实与基于Internet的即时通信软件的设计技术是一样的，只是规模比较小。基于Internet的通信工具一般采用
3、TCP或者UDP协议来实现的，开发技术已经非常成熟，它们不仅实现了即时聊天、文件传输等功能，而且还能够实现即时视频、语音聊天功能等。在局域网内，这类软件的设计比在Internet中设计更为简单。因为Internet是网络中的网络，结构更为复杂，遇到的情况要比在局域网中还要多。所以说局域网的聊天工具的设计要相对简单些。而且即时通信是一个终端连往一个即时通信网络的服务。即时通信不同于e-mail在于它的交谈是实时的。大部分的即时通信服务提供了presenceawareness的特性一一显示联络人名单，联络人是否在线与能否和联络人交谈。2 .方案设计程序采用JAVA编程，利用java强大的基础类库，
4、调用java中界面开发的SWing和网络编程的net函数群来完成本次的javaSOCket（网络套接字）网络即时通信工具的开发。在java中，可以把发送的信息看成是一个一个的对象，当我们利用SoCkCt链接把客户端和服务器链接起来以后，他们之间就可以以对象流的形式发送彼此需要通信的信息了。在java的网络编程中，最为核心的就是客户端和服务器相互取得SOCket的链接，只要能够能够取得链接，其他的工作基本上都是java的面向对象的编程思想去完成一些网络通讯的业务逻辑的处理。二、开发环境与工具1 .设计环境开发程序的操作系统：WindoWS7（在WindoWSXP2000里也可以）编译工具：ecl
5、ipse程序工程:JAVA工程,SerVer和Client网络环境：局域网(或互联网上运用，只要安装客户端并且知道服务器端的IP)1.1 eclipse开发平台介绍ECliPe是著名的跨平台的自由集成开发环境(IDE)o主要用来JaVa语言开发。ECliPSe的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持，使得ECIiPSe拥有较佳的灵活性。许多软件开发商都以Eclipse为框架开发自己的IDEo另外由于eclipse是开源的，所以得到了广大用户的认可。Eclipse也于2001年11月被它的开发公司IBM公司贡献给开源社区，现在它由非营利软件供应商联盟Eclipse基金会(ECliPSeFoun
6、dation)管理。2 .基础知识3 .IjavaSocket网络编程简介Socket有两种主要的操作方式:面向连接的和无连接的。面向连接的sockets操作就像一部电话，他们必须建立一个连接和一人呼叫。所有的事情在到达时的顺序与它们出发时的顺序时一样。无连接的sockets操作就像是一个邮件投递，没有什么保证,多个邮件可能在到达时的顺序与出发时的顺序不一样。到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的。如果可靠性更重要的话,用面向连接的操作会好一些.比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性。如果一些数据丢失了，系统的有效性将会失去。一些服务器，比如间歇性地发送一些数据块，如果数据丢了的话，服务
7、器并不想要再重新发过一次，因为当数据到达的时候，它可能已经过时了.确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗，额外的费用将会降低系统的回应速率。无连接的操作使用数据报协议。一个数据报是一个独立的单元，它包含了所有的这次投递的信息。把它想象成一个信封吧，它有目的地址和要发送的内容。这个模式下的socket不需要连接一个目的的socket,它只是简单地投出数据报。无连接的操作是快速的和高效的,但是数据安全性不佳。面向连接的操作使用TCP协议。一个这个模式下的socket必须在发送数据之前与目的地的socket取得一个连接。一旦连接建立了，sockets就可以使用一个流接口：打开(-读-写-关
8、闭)。所有的发送的信息都会在另一端以同样的顺序被接收.面向连接的操作比无连接的操作效率更低,但是数据的安全性更高。java降低了建立一个sockets程序的难度。每一个传输模式都被封装到了不同的类中。面向连接的类将会首先被我们讨论。到底用哪种模式是邮应用程序的需要决定的。如果可靠性更重要的话，用面向连接的操作会好一些。比如文件服务器需要他们的数据的正确性和有序性。如果一些数据丢失了，系统的有效性将会失去。一些服务器，比如间歇性地发送一些数据块，如果数据丢了的话，服务器并不想要再重新发过一次。因为当数据到达的候，它可能已经过时了。确保数据的有序性和正确性需要额外的操作的内存消耗，额外的费用将会降
9、低系统的回应速率.2.2套接字的介绍多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了称为套接字(SOCket)的接口。套接字，是支持TCP/IP的网络通信的基本操作单元，可以看做是不同主机之间的进程进行双向通信的端面点，简单的说就是通信的两方的一种约定，用套接字中的相关函数来完成通信过程非常非常简单的举例说明下：SOCket=IPaddress+TCP/UDPport.应用层通过传输层进行数据通信时，TCP和UDP会遇到同时为多个应用程用进程提供并发服务的问题。2.3TCP/IP
10、协议简介TCP/IP协议实际上就是在物理网上的一组完整的网络协议。其中TCP是提供传输层服务，而IP则是提供网络层服务。TCP/IP主要包括以下协议：IP：网间协议(InternetPrOtoCo1),负责主机间数据的路由和网络上数据的存储。同时为ICMP,TCP,UDP提供分组发送服务。用户进程通常不需要涉及这一层。ICMP：网间报文控制协议(InternetControlMessageProtOCe)I)此协议处理网关和主机的差错和传送控制。TCP：传输控制协议(TranSmiSSiOnControlPrOtOCOI)这是一种提供给用户进程的可靠的全双工字节流面向连接的协议。它要为用户进程
11、提供虚电路服务，并为数据可靠传输建立检查。三、TCP简介及特点原理L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(Transportlayer)通信协议。在简化的计算机网络OSl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(InternetPrOtoCoIs3te)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、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
12、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
13、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、TCP、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
14、台计算机。因此，最重要的商业YTCP/IP服务有:令文件传送FiIeTranSfer令远程登录Remotelogin计算机邮件Mail网络文件系统(NFS)令远程打印(RemOteprinting)令远程执行(Remoteexecution)令名字服务器(Nameservers)令终端服务器(Terminalservers)5. TCP的端口号TCP段结构中端口地址都是16比特，可以有在0-65535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,
15、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。此外，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TCP。TCP通过下列方式来提供可靠性
