网络工程课程设计基于socket的聊天软件毕业论文.doc

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滨江学院

课 程 设 计
报
告

学年学期 2011-2012学年第二学期
课程名称 计算机网络课程设计
院 系 计算机系
专 业 网络工程2009级
姓 名 殷 兰
学 号
指导教师 生
职 称 副教授

二Ｏ一二 年六 月 三 日

实验一 交换式和虚拟局域网实验（必选项目）
1．实验目的
（1）学会设计交换式局域网和划分VLAN
（2）学会配置VLAN
2．实验容
(1) 交换式以太网组网
（2）以太网交换机配置
（3）VLAN划分与配置
3、实验报告
（1）画出交换式以太网组网拓扑结构

以太网组网拓扑结构
（2）以太网交换机配置信息
Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname S1
S1(config)#int f0/1
S1(config-if)#switchport mode trunk
S1(config-if)#int f0/2
S1(config-if)#switchport mode access
S1(config-if)#int f0/3
S1(config-if)#switchport mode access
S1(config-if)#int f0/4
S1(config-if)#switchport mode access

Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname S2
S2(config)#int f0/1
S2(config-if)#switchport mode trunk
S2(config-if)#int f0/2
S2(config-if)#switchport mode access
S2(config-if)#int f0/3
S2(config-if)#switchport mode access
S2(config-if)#int f0/4
S2(config-if)#switchport mode access

Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname S3
S3(config)#int f0/1
S3(config-if)#switchport mode trunk
S3(config-if)#int f0/2
S3(config-if)#switchport mode access
S3(config-if)#int f0/3
S3(config-if)#switchport mode access
S3(config-if)#int f0/4
S3(config-if)#switchport mode access

Switch>en
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
Switch(config)#host SW1
SW1(config)#int f0/1
SW1(config-if)#switchport mode trunk
Command rejected: An interface whose trunk encapsulation is "Auto" can not be configured to "trunk" mode.
SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW1(config-if)#int f0/2
SW1(config-if)#switchport mode trunk
SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW1(config-if)#int f0/3
SW1(config-if)#switchport mode trunk
SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

（3）VLAN划分与配置信息与测试结果
S1>en
S1#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
S1(config)#vlan 10
S1(config-vlan)#name vlan10
S1(config-vlan)#vlan 20
S1(config-vlan)#name vlan20
S1(config-vlan)#ex
S1(config)#int f0/2
S1(config-if)#switchport access vlan 10
S1(config-if)#int f0/3
S1(config-if)#switchport access vlan 20
S1(config-if)#int f0/4
S1(config-if)#switchport access vlan 30

S2>en
S2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
S2(config)#vlan 10
S2(config-vlan)#name vlan10
S2(config-vlan)#vlan 20
S2(config-vlan)#name vlan20
S2(config-vlan)#ex
S2(config)#int f0/2
S2(config-if)#switchport access vlan 10
S2(config-if)#int f0/3
S2(config-if)#switchport access vlan 20
S2(config-if)#int f0/4
S2(config-if)#switchport access vlan 30

S3>en
S3#
S3#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
S3(config)#vlan 10
S3(config-vlan)#name vlan10
S3(config-vlan)#vlan 20
S3(config-vlan)#name vlan20
S3(config-vlan)#ex
S3(config)#int f0/2
S3(config-if)#switchport access vlan 10
S3(config-if)#int f0/3
S3(config-if)#switchport access vlan 20
S3(config-if)#int f0/4
S3(config-if)#switchport access vlan 30

SW1#conf
Configuring from terminal, memory, or network [terminal]?
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
SW1(config)#vlan 10
SW1(config-vlan)#name vlan10
SW1(config-vlan)#vlan 20
SW1(config-vlan)#name vlan20
SW1(config-vlan)#vlan 30
SW1(config-vlan)#name vlan30
SW1(config-vlan)#ex
SW1(config)#int vlan 10
SW1(config-if)#172.16.10.1 255.255.255.0
^
% Invalid input detected at '^' marker.

SW1(config-if)#ip add 172.16.10.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#int vlan 20
SW1(config-if)#ip add 172.16.20.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#int vlan 30
SW1(config-if)#ip add 172.16.30.1 255.255.255.0
SW1(config-if)#no shutdown
SW1(config-if)#ex
SW1(config)#ip routing

实验二 子网规划与实现（必选项目）
1．实验目的
（1）学会设计子网
（2）学会配置子网
2．实验容
(1) 子网规划
（2）在局域网上划分子网
（3）配置IP地址
（4）测试子网
3、实验报告
（1）画出子网拓扑结构
现有IP地址块192.168.1.0划分为三个子网，LAN 1的IP地址划分为 192.168.1.0/26;LAN 2的IP地址为192.168.1.64/26；LAN 3的IP地址划分为192.168.1.128/26。拓扑图如下：

（2）IP地址的配置
Router>en
Router#conf t
Router#hostname R0
R0(config)#int f0/0
R0(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.192
R0(config-if)#no shut
R0(config-if)#exit
R0(config)#int serial2/0
R0(config-if)#ip add 192.168.1.131 255.255.255.192
R0(config-if)#clock rate 64000
R0(config-if)#no shut
R0(config-if)#ex
R0(config)#router rip
Router(config-router)#v
Router(config-router)#version 2
R0(config-router)#network 192.168.1.3
R0(config-router)#network 192.168.1.4
R0(config-router)#ex

Router>en
Router#conf t
Router#hostname R1
R1(config-if)#ex
R1(config)#int f0/0
R1(config-if)#ip add 192.168.1.65 255.255.255.192
R1(config-if)#no shut
R1(config-if)#ex
R1(config)#int s2/0
R1(config-if)#ip add 192.168.1.130 255.255.255.192
R0(config-if)#clock rate 64000
R1(config-if)#ex
R1(config)#router rip
Router (config-router)#v
Router (config-router)#version 2
R1(config-router)#network 192.168.1.66
R1(config-router)#network 192.168.1.128
R1(config-router)#ex

（3）子网测试结果
PC 0属于LAN1中，PC 4属于LAN2 中：

根据测试结果，不同子网里的PC都自动获得了IP地址。

实验三 Intranet组建与服务器配置（必选项目）
1、实验目的
（1）加深对Intranet服务的基本功能和意义的理解
（2）掌握Windows 2003系统的网络管理功能
（3）掌握IIS的网络服务功能和基本配置方法
2、实验容
（1）建立活动目录（选做）
（2）活动目录域用户的创建和管理（选做）
（3）客户端配置
（4）配置DNS服务器
（5）配置DHCP服务器
（6）建立和管理Web服务器
（7）建立和管理FTP服务器
（8）配置SMTP服务器（选做）
（9）建立企业部服务器（选做）
3、实验报告
（1）安装：通过Windows Serve 2003软件新建一个虚拟机，从网上下载虚拟机安装程序，将其按照下面的过程安装完毕：

（2）新建区域向导，Windows Server 2003中的Active Directory 命名区域名称：

创建一个新的区域文件：

（3）通过控制面板—添加或删除程序—添加删除Windows组建配置DNS域名服务器：

（4）新建DHCP作用域向导：
安装DHCP服务器步骤：开始----控制面板----添加或删除程序----添加/删除windows组件----按照windows组件向导进行安装，

授权DHCP服务器：计算机是在域环境下，安装好的DHCP服务器需要授权后才可以使用开始-管理工具-DHCP，打开DHCP。

新建作用域：鼠标右键服务器，选“新建作用域”打开新建作用域向导，点下一步，出现作用域名窗口，按照下面步骤新建：

激活作用域：出现红色向下箭头时表示尚未激活，当消失的时候就说明激活成功了，步骤如下所示：

（5）建立和管理WEB服务器：通过控制面板—添加或删除程序—添加删除Windows组件配置IIS，步骤如下图所示：

当IIS安装成功后，再进行WEB设计：

（5）对进行细节方面的描述：

建立和管理FTP服务器：安装FTP步骤：开始—控制面板—添加或删除程序—添加/删除windows组件—选中应用程序服务—选黄总Internet信息服务—选中文件传输服务FTP服务—按照windows组件向导进行安装：
配置FTP服务器：

选做项目
实验六 SOCKET编程实现聊天程序
一、前言
1．实验目的
（1）掌握网络应用程序的开发方法；
（2）掌握Client/ Server结构软件的设计与开发方法
（3）掌握Socket机制的工作原理
2．实验准备
（1）阅读教材关于TCP/IP协议和Socket的相关容；
（2）阅读WinSock编程指南；
（3）VC++6.0/DELPHI7.0/C#开发工具
3．实验容
使用Win32 Socket 函数实现聊天程序：能相互对发文本消息。
二、概述
WINSOCK 是在Windows进行网络通信编程的API接口，也是Windws网络编程的事实标准。在网络编程中最常用的方案便是客户机/服务器模型。本文提出了在客户机/服务器模型下用WINSOCK实现Internet中常见的聊天室软件的方案。
关键词：套接字，WINSOCK，客户机/服务器，网络编程
三、基本原理
在VC中进行WINSOCK的API编程开发的时候，需要在项目中使用下面三个文件，否则会出现编译错误。
　　1．WINSOCK.H: 这是WINSOCK API的头文件，需要包含在项目中。
2．WSOCK32.LIB: WINSOCK API连接库文件。在使用中，一定要把它作为项目的非缺省的连接库包含到项目文件中去。
3．WINSOCK.DLL: WINSOCK的动态连接库，位于WINDOWS的安装目录下。
（1）服务器端操作 socket（套接字）
1)在初始化阶段调用WSAStartup()
此函数在应用程序中初始化Windows Sockets DLL ，只有此函数调用成功后，应用程序才可以再调用其他Windows Sockets DLL中的API函数。在程式中调用该函数的形式如下：WSAStartup((WORD)((1<<8|1)，（LPWSADATA）&WSAData)，其中(1<<8|1)表示我们用的是WinSocket1.1版本，WSAata用来存储系统传回的关于WinSocket的资料。
2)建立Socket
初始化WinSock的动态连接库后，需要在服务器端建立一个监听的Socket，为此可以调用Socket()函数用来建立这个监听的Socket，并定义此Socket所使用的通信协议。此函数调用成功返回Socket对象，失败则返回INVALID_SOCKET(调用WSAGetLastError()可得知原因，所有WinSocket 的函数都可以使用这个函数来获取失败的原因)。
SOCKET PASCAL FAR socket( int af, int type, int protocol )
参数: af:目前只提供 PF_INET(AF_INET)；
type：Socket 的类型 (SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM)；
protocol：通讯协定(如果使用者不指定则设为0)；
如果要建立的是遵从TCP/IP协议的socket，第二个参数type应为SOCK_STREAM，如为UDP（数据报）的socket，应为SOCK_DGRAM。
3)绑定端口
接下来要为服务器端定义的这个监听的Socket指定一个地址与端口（Port），这样客户端才知道待会要连接哪一个地址的哪个端口，为此我们要调用bind()函数，该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。
int PASCAL FAR bind( SOCKET s, const struct sockaddr FAR *name,int namelen );
参 数： s：Socket对象名；
name：Socket的地址值，这个地址必须是执行这个程式所在机器的IP地址；
namelen：name的长度；
如果使用者不在意地址或端口的值，那么可以设定地址为INADDR_ANY，与Port为0，Windows Sockets 会自动将其设定适当之地址与Port (1024 到 5000之间的值)。此后可以调用getsockname()函数来获知其被设定的值。
4）监听
当服务器端的Socket对象绑定完成之后,服务器端必须建立一个监听的队列来接收客户端的连接请求。listen()函数使服务器端的Socket 进入监听状态，并设定可以建立的最接数(目前最大值限制为 5, 最小值为1)。该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。
服务器端的Socket调用完listen（）后，如果此时客户端调用connect（）函数提出连接申请的话，Server 端必须再调用accept() 函数，这样服务器端和客户端才算正式完成通信程序的连接动作。为了知道什么时候客户端提出连接要求，从而服务器端的Socket在恰当的时候调用accept()函数完成连接的建立，我们就要使用WSAAsyncSelect（）函数，让系统主动来通知我们有客户端提出连接请求了。该函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。
int PASCAL FAR WSAAsyncSelect( SOCKET s, HWND hWnd,unsigned int wMsg, long lEvent );
参数： s：Socket 对象；
hWnd ：接收消息的窗口句柄；
wMsg：传给窗口的消息；
lEvent：被注册的网络事件，也即是应用程序向窗口发送消息的网路事件，该值为下列值FD_READ、FD_WRITE、FD_OOB、FD_ACCEPT、FD_CONNECT、FD_CLOSE的组合，各个值的具体含意为FD_READ：希望在套接字S收到数据时收到消息；FD_WRITE：希望在套接字S上可以发送数据时收到消息；FD_ACCEPT：希望在套接字S上收到连接请求时收到消息；FD_CONNECT：希望在套接字S上连接成功时收到消息；FD_CLOSE：希望在套接字S上连接关闭时收到消息；FD_OOB：希望在套接字S上收到带外数据时收到消息。
具体应用时，wMsg应是在应用程序中定义的消息名称，而消息结构中的lParam则为以上各种网络事件名称。所以，可以在窗口处理自定义消息函数中使用以下结构来响应Socket的不同事件：
switch(lParam)　
{case FD_READ:
…　　
break;
case FD_WRITE；
…
break;
…
}
5）服务器端接受客户端的连接请求
当Client提出连接请求时，Server 端hwnd视窗会收到Winsock Stack送来我们自定义的一个消息，这时，我们可以分析lParam，然后调用相关的函数来处理此事件。为了使服务器端接受客户端的连接请求，就要使用accept() 函数，该函数新建一Socket与客户端的Socket相通，原先监听之Socket继续进入监听状态，等待他人的连接要求。该函数调用成功返回一个新产生的Socket对象，否则返回INVALID_SOCKET。
SOCKET PASCAL FAR accept( SCOKET s, struct sockaddr FAR *addr,int FAR *addrlen );
参数：s：Socket的识别码；
addr：存放来连接的客户端的地址；
addrlen：addr的长度
6）结束 socket 连接
结束服务器和客户端的通信连接是很简单的，这一过程可以由服务器或客户机的任一端启动，只要调用closesocket()就可以了，而要关闭Server端监听状态的socket，同样也是利用此函数。另外，与程序启动时调用WSAStartup()憨数相对应，程式结束前，需要调用 WSACleanup() 来通知Winsock Stack释放Socket所占用的资源。这两个函数都是调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。
int PASCAL FAR closesocket( SOCKET s );
参 数：s：Socket 的识别码；
int PASCAL FAR WSACleanup( void );
参 数： 无
（2）客户端Socket的操作
1）建立客户端的Socket
客户端应用程序首先也是调用WSAStartup() 函数来与Winsock的动态连接库建立关系，然后同样调用socket() 来建立一个TCP或UDP socket（一样协定的 sockets 才能相通，TCP 对 TCP，UDP 对 UDP）。与服务器端的socket 不同的是，客户端的socket 可以调用 bind() 函数，由自己来指定IP地址与port；但是也可以不调用 bind()，而由 Winsock来自动设定IP地址与port。
2）提出连接申请
客户端的Socket使用connect()函数来提出与服务器端的Socket建立连接的申请，函数调用成功返回0，否则返回SOCKET_ERROR。
（3）数据的传送
虽然基于TCP/IP连接协议（流套接字）的服务是设计客户机/服务器应用程序时的主流标准，但有些服务也是可以通过无连接协议（数据报套接字）提供的。先介绍一下TCP socket 与UDP socket 在传送数据时的特性：Stream (TCP) Socket 提供双向、可靠、有次序、不重复的资料传送。Datagram (UDP) Socket 虽然提供双向的通信，但没有可靠、有次序、不重复的保证，所以UDP传送数据可能会收到无次序、重复的资料，甚至资料在传输过程中出现遗漏。由于UDP Socket 在传送资料时，并不保证资料能完整地送达对方，所以绝大多数应用程序都是采用TCP处理Socket，以保证资料的正确性。一般情况下TCP Socket 的数据发送和接收是调用send() 与recv() 这两个函数来达成，而 UDP Socket则是用sendto() 与recvfrom() 这两个函数，这两个函数调用成功发挥发送或接收的资料的长度，否则返回SOCKET_ERROR。
int PASCAL FAR send( SOCKET s, const char FAR *buf,int len, int flags );
参数：s：Socket 的识别码
buf：存放要传送的资料的暂存区
len buf：的长度
flags：此函数被调用的方式

实验结果如下：

四、实验源代码
服务器端：
#include <WINSOCK2.H>
#include <stdio.h>
#define PORT 6000 //服务器端口
#define MSGSIZE 1024 //收发缓冲区的大小
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") //静态库
DWORD WINAPI FunThread(LPVOID); //创建一个线程，专门用来接收数据
SOCKET sClient; //连接所用套节字
SOCKET sListen; //监听套接字
SOCKADDR_IN client; //保存客户的地址信息
int iaddrSize = sizeof(SOCKADDR_IN);
int main()
{
WSADATA wsaData;
SOCKADDR_IN local;
char s_Message[MSGSIZE]; //收发缓冲区
WSAStartup(0x0202, &wsaData); //Initialize Windows socket library

sListen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);//创建服务器监听套节字。TCP协议

local.sin_family = AF_INET; //AF_INET指明使用TCP/IP协议族
local.sin_port = htons(PORT);//指明连接服务器的端口号
local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//自动获取本机地址
bind(sListen, (struct sockaddr *)&local, sizeof(SOCKADDR_IN));//地址绑定到套接字

listen(sListen, 1);//开始监听

sClient = accept(sListen, (struct sockaddr *)&client, &iaddrSize);//建立连接
printf("Accepte client:%s:%d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
HANDLE hThread=CreateThread(NULL,0,FunThread,0,0,0);//创建接收线程
CloseHandle(hThread);
while (TRUE)
{
printf("Server Send:");
//从键盘输入
gets(s_Message);
//发送数据
send(sClient, s_Message, strlen(s_Message), 0);
}
return 0;
}
DWORD WINAPI FunThread(LPVOID)
{
char c_Message[MSGSIZE]; //收发缓冲区
int ret; //接收字节的个数
while (TRUE)
{
ret = recv(sClient, c_Message, MSGSIZE, 0);//接收数据
if(ret==SOCKET_ERROR)
{
printf("\nclient is closed!");

sClient = accept(sListen, (struct sockaddr *)&client, &iaddrSize);//重新开始监听
printf("\nAccepte new client:%s:%d", inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
memset(c_Message,0,1024);//将原来的client message归零
continue;
}
c_Message[ret] = '\0';
printf("\nReceived: %s\n", c_Message);
}
return 0;
}
客户端：
#include <WINSOCK2.H>
#include <stdio.h>
#define SERVER_ADDRESS "127.0.0.1" //服务器端IP地址
#define PORT 6000
#define MSGSIZE 1024
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
DWORD WINAPI FunThread(LPVOID);
SOCKET sClient;
SOCKADDR_IN server;
int main()
{
WSADATA wsaData;
char c_Message[MSGSIZE];

WSAStartup(0x0202, &wsaData);

sClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

memset(&server, 0, sizeof(SOCKADDR_IN)); //先将保存地址的server置为全0
server.sin_family = PF_INET; //声明地址格式是TCP/IP地址格式
server.sin_port = htons(PORT); //指明连接服务器的端口号
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_ADDRESS); //指明连接服务器的IP地址

connect(sClient, (struct sockaddr *)&server, sizeof(SOCKADDR_IN)); //连到刚才指明的服务器上
HANDLE hThread=CreateThread(NULL,0,FunThread,0,0,0);
CloseHandle(hThread);
while (TRUE)
{
printf("Client Send:");
gets(c_Message);
send(sClient, c_Message, strlen(c_Message), 0);
if(!strcmp(c_Message,"exit"))//client自身退出
exit(1);
}

// 释放连接和进行结束工作
closesocket(sClient);
WSACleanup();
return 0;
}
DWORD WINAPI FunThread(LPVOID)
{
char s_Message[MSGSIZE];
int ret;
while (TRUE)
{
ret = recv(sClient, s_Message, MSGSIZE, 0);
if(ret==SOCKET_ERROR)
{
printf("\nServer is closed!\n");
exit(1);
}
s_Message[ret] = '\0';
printf("\nReceived: %s\n", s_Message);
if(!strcmp(s_Message,"exit"))//server让client退出
exit(1);
}
return 0;
}

四、课程设计总结

经过这次的课程设计，使我对于虚拟局域网的原理和应用有了进一步的了解；提高了对子网划分的熟练程度；掌握了对于windows server系统的各种服务器的配置；通过套接字编程对网间进程通信和端口号有了深入的理解，掌握了套接字编程的一般规律和技巧。下一步需要对套接字编程做进一步的深入研究，掌握Client/ Server结构软件的设计与开发方法。

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