計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用初探

摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)編程目前應(yīng)用普遍的就是在WINDOWS平臺(tái)上，以C語(yǔ)言為編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的即時(shí)通信工功能即聊天的功能。本設(shè)計(jì)是基于Windows?Socket的編程，分別在同一局域網(wǎng)內(nèi)的兩臺(tái)PC機(jī)的VC++?6.0平臺(tái)上運(yùn)行服務(wù)端和客戶端程序。服務(wù)器與客戶端在Windows7?環(huán)境下采用了TCP/IP連接方式，由客戶端登錄到服務(wù)端PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端PC的信息傳輸。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)編程;程序設(shè)計(jì);VC++6.0;socket;TCP/IP;C語(yǔ)言

一、網(wǎng)絡(luò)編程的意義

本系統(tǒng)采用基于Socket的方法實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)通信，基于Socket的局域網(wǎng)通信軟件可以為企業(yè)原有的局域網(wǎng)提供一種良好，安全，快速的通信機(jī)制。它的實(shí)現(xiàn)無(wú)需對(duì)企業(yè)原有的局域網(wǎng)硬件進(jìn)行任何改動(dòng)，具有實(shí)現(xiàn)成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，它的使用能有效地降低局域網(wǎng)通信負(fù)荷，提高局域網(wǎng)的使用效率，可以很好地解決企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的各種通信需求。

基于Socket的局域網(wǎng)聊天工具很好地詮釋了Socket通信的原理，并且在企業(yè)內(nèi)部通信、教學(xué)、討論等應(yīng)用中都具有一定的實(shí)用價(jià)值。它具有信息收發(fā)速度快，保密性好，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源低，占用服務(wù)器吞吐能力低，易于編程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)[3] 。基于Socket的局域網(wǎng)通信軟件應(yīng)用范圍廣闊，不但可以處理傳統(tǒng)的通信需求，而且也能擴(kuò)展以適應(yīng)新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)教育，數(shù)據(jù)影音傳輸?shù)龋瑩碛袕V泛的應(yīng)用前景。

二、網(wǎng)絡(luò)編程的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)外做聊天系統(tǒng)的公司很多，產(chǎn)品也琳瑯滿目，國(guó)內(nèi)有諸如騰訊QQ、新浪UC、網(wǎng)易泡泡等，國(guó)外有著名的MSN（新版改名為L(zhǎng)ive?Messenger）以及跨平臺(tái)Gaim等。本人取最具代表性的QQ和MSN進(jìn)行了一些研究，作為開(kāi)發(fā)聊天系統(tǒng)的準(zhǔn)備。

騰訊無(wú)疑是國(guó)內(nèi)即時(shí)通訊市場(chǎng)的霸主，自從99年進(jìn)入即時(shí)通訊領(lǐng)域并迅速占市場(chǎng)之后，其在國(guó)內(nèi)用戶數(shù)量始終高居榜首，即使近幾年面對(duì)微軟MSN的強(qiáng)大攻勢(shì)，騰訊QQ的時(shí)常占有率依然穩(wěn)步增長(zhǎng)。騰訊的成功與其對(duì)QQ的不斷創(chuàng)新和完善是分不開(kāi)的。

參考了許多網(wǎng)絡(luò)上的資料，以及自己通過(guò)觀察騰訊QQ運(yùn)行時(shí)的各種細(xì)節(jié)。可以確定騰訊QQ是以多服務(wù)器提供服務(wù)、服務(wù)器總控客戶端、客戶端之間UDP直連通信的。并且在兩個(gè)客戶端之間不能建立直連的情況下，才由服務(wù)器進(jìn)行中轉(zhuǎn)通信。與騰訊QQ不同，微軟的MSN?Messenger只使用了TCP作為傳輸層通信協(xié)議，所有客戶端與服務(wù)器進(jìn)行連接，然后通過(guò)與服務(wù)器的TCP連接進(jìn)行中轉(zhuǎn)通信。

騰訊使用的模型中，服務(wù)器主要處理客戶端各種狀態(tài)的控制，可以極大減輕服務(wù)器的處理壓力，但其內(nèi)部協(xié)議和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度都較高。而MSN?Messenger所有數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)服務(wù)器，服務(wù)器壓力可想而知（難怪平時(shí)很少見(jiàn)到使用MSN進(jìn)行語(yǔ)音視頻聊天的）。

上述軟件都實(shí)現(xiàn)了廣域網(wǎng)上的即時(shí)通信，在使用方面各有特色，在實(shí)現(xiàn)方面也各有所長(zhǎng)。但是隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，業(yè)務(wù)量的增加，企業(yè)內(nèi)部的信息越來(lái)越私密，企業(yè)只希望員工通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行溝通與交流，避免企業(yè)內(nèi)部機(jī)密通過(guò)Internet泄露到外部，所以局域網(wǎng)的聊天工具也占了很大的市場(chǎng)[4] 。

三、網(wǎng)絡(luò)編程的工具

VC6.0是微軟推出的一款可視化編程工具，適用面非常廣泛。VC6.0包含了一個(gè)文本編輯器、資源編輯器、工程編譯工具、一個(gè)增量連接器、源代碼瀏覽器、集成調(diào)試工具，以及一套聯(lián)機(jī)文檔。使用VC6.0，可以完成創(chuàng)建、調(diào)試、修改應(yīng)用程序等的各種操作。

VC6.0采用標(biāo)準(zhǔn)的多窗口Windows用戶界面，并增加了一些新特性，使得開(kāi)發(fā)環(huán)境更易于使用，用戶很容易學(xué)會(huì)它的使用方法。

由于VC6.0是一個(gè)可視化的開(kāi)發(fā)工具，在介紹VC6.0的各個(gè)組成部分之前，首先了解一下可視化編程的概念。可視化技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展迅速并引人注目的技術(shù)之一，它的特點(diǎn)是把原來(lái)抽象的數(shù)字、表格、功能邏輯等用直觀的圖形、圖象的形式表現(xiàn)出來(lái)。可視化編程是它的重要應(yīng)用之一。所謂可視化編程，就是指：在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，用直觀的具有一定含義的圖標(biāo)按鈕、圖形化的對(duì)象取代原來(lái)手工的抽象的編輯、運(yùn)行、瀏覽操作，軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程表現(xiàn)為鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕和拖放圖形化的對(duì)象以及指定對(duì)象的屬性、行為的過(guò)程。這種可視化的編程方法易學(xué)易用，而且大大提高了工作效率。

所謂socket通常也稱(chēng)作"套接字"，應(yīng)用程序通常通過(guò)"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。Socket和ServerSocket類(lèi)庫(kù)位于java.net包中。ServerSocket用于服務(wù)器端，Socket是建立網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)使用的。在連接成功時(shí)，應(yīng)用程序兩端都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Socket實(shí)例，操作這個(gè)實(shí)例，完成所需的會(huì)話。對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)說(shuō)，套接字是平等的，并沒(méi)有差別，不因?yàn)樵诜?wù)器端或在客戶端而產(chǎn)生不同級(jí)別。不管是Socket還是ServerSocket它們的工作都是通過(guò)SocketImpl類(lèi)及其子類(lèi)完成的。

Socket原來(lái)是UNIX的Berkeley?Software?Distributiion版本中的一個(gè)程序接口，屬于系統(tǒng)調(diào)用。在Windows操作系統(tǒng)下，WinSock是定義于視窗應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)之間的標(biāo)準(zhǔn)界面。程序設(shè)計(jì)者利用WinSock的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，完全不考慮所使用的網(wǎng)卡硬件部分，WinSock所提供的動(dòng)態(tài)連接程序庫(kù)（WS2_32.DLL）完成與網(wǎng)絡(luò)底層驅(qū)動(dòng)程序協(xié)同的工作，WinSock采用套接字（端口號(hào)+IP地址）方式建立與網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)的連接。

四、網(wǎng)絡(luò)編程的流程

首先啟動(dòng)聊天室的服務(wù)端，設(shè)置端口，打開(kāi)監(jiān)聽(tīng)。然后啟動(dòng)客戶端（可啟動(dòng)多個(gè)），設(shè)置用戶昵稱(chēng)和連接端口等信息，連接服務(wù)器。進(jìn)入聊天室后用戶之間可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的文字聊天。當(dāng)用戶發(fā)送信息后，服務(wù)器會(huì)收到用戶發(fā)送的信息，然后服務(wù)器把收到的信息發(fā)送給所有在線用戶。這樣登入服務(wù)器的用戶們之間就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的文字聊天了。當(dāng)用戶進(jìn)入聊天室后，服務(wù)器會(huì)發(fā)送相應(yīng)的消息通知該用戶進(jìn)入了聊天室。當(dāng)用戶斷開(kāi)連接后，服務(wù)器也會(huì)通知該用戶下線。整個(gè)聊天室基于CSocket的流式連接放大。基于TCP傳送控制協(xié)議。該協(xié)議所要求用戶必須先確定連接成功后才能發(fā)送消息，如果是UDP協(xié)議那可以不進(jìn)行連接過(guò)程，這樣實(shí)時(shí)性比較好。

五、結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)編程的聊天系統(tǒng)的設(shè)計(jì)跟普通網(wǎng)站設(shè)計(jì)有著許多不同的地方，普通網(wǎng)站設(shè)計(jì)所考慮的因素，例如，普通網(wǎng)站需要對(duì)布局進(jìn)入大量美化以及動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)等等，而聊天室只要提供滿足訪客雙方直接實(shí)時(shí)聊天即可。在Internet上的聊天程序一般都是以服務(wù)器提供服務(wù)端連接響應(yīng)，使用者通過(guò)客戶端程序登錄到服務(wù)器，就可以與登錄在同一服務(wù)器上的用戶交談，這是一個(gè)面向連接的通信過(guò)程。因此，程序要在TCP/IP環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端和客戶端兩部分程序。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李凌.WinSock?2網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[2] 馮宏華，徐瑩.C++應(yīng)用程序性能優(yōu)化[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[3] 張虹.軟件工程與軟件開(kāi)發(fā)工具[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：

代承坤（1982.3）男，漢，云南曲靖，云南工業(yè)技師學(xué)院，大學(xué)本科，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)。

（作者單位：云南工業(yè)技師學(xué)院）