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1、Linux操作系统与程序设计课程设计B报告书 姓名：学号：班级：专业：指导老师：郭玉华 计算机学院 时间：2013年7月5日一、课程设计目的本次课设主要是为了加强对Linux系统下的编程的各种知识点的整合与灵活运用，让我们更加熟悉Linux下的编程操作。重点在Linux下socket编程，了解TCP、UDP等协议的使用，并完成课设题目。二、课程设计的实验环境 硬件：PC机两台以上 软件：LINUX系统 VIM编译器, Fedora三、课程设计总体要求1在LINUX下实现网络聊天，包括公聊、一对多私聊等功能；2实现客户端之间经网络传输文件；3保存聊天记录，以备必要时查询。系统功能系统主要实现4大
2、聊天室功能：1.注册与登录系统2.公聊3.私聊4.文件传输模块调用关系 各模块间调用关系如图2-2所示：注册（未注册用户入口）登录公聊私聊文件传输已注册用户入口图2-2 各模块间调用关系功能需求与系统模块的关系实现原理 一、 注册、登陆实现原理 服务器端服务器端建立好socket，等待连接，当客户端连接服务器，服务器接收连接，并接受客户端发送过来的消息，根据接收到的结构体所携带的协议来做相应的功能。服务器端启动后如图3-1所示：图3-1 服务器端界面1、注册：如果协议为reg，则为客户端注册，首先将发送过来的结构体，提取用户名和密码，然后需要对用户名合法性检验，验证之后如果用户名合法则将用户信
3、息保存到文件中，合法性的规则包括用户名不能重复和不能使用all等协议作为用户名，并且用户名和密码都不能为空。如果注册成功，服务器端发送一个消息给注册的客户端，同样将消息保存在一个结构体里。如果失败，也给客户端发送一个消息如“您输入的用户名不能为all”或者“用户名XX已经存在”。注册结果如图3-2所示。 图3-2 注册新用户2、登录：如果协议为login，则将用户名和密码信息提取，再遍历存放用户信息文件里的用户名和密码，直到验证成功为止，如果验证成功则对所有在线的用户发送一条消息：“提示XX用户登录成功”；如果失败则只给登陆失败的客户端提示登录失败，并给出原因，如“用户名不存在”或者“用户名或
4、者密码输入错误”，并跳转到相应的代码执行其他功能，成功则等待发送客户端消息，失败则关闭socket并结束线程，如图3-3所示图3-3 用户登录3、监听和踢出客户端：通过查看和修改绑定的socket和在线用户队列实现查看和踢出在线用户，提出用户后向被踢出用户发送相关信息，如图3-4所示。图3-4 显示当前在线用户这里从服务器端发回给客户端的消息使用sprintf到一个字符串来发送。 客户端客户端的输入和消息的显示要使用2个终端，一个client,一个是Display。Client终端为输入的界面，在这个界面里，新建一个线程来接受服务器端发来的消息，再添加时间信息，并将这些信息写入文件，然后给Di
5、splay进程发送一个消息，Display进程接到消息，就去读取文件，并将这些数据显示在Display终端。 打开客户端Display终端界面，用lseek将内部指针指向文件末尾，等待Client终端里的线程将消息写入文件。一旦有消息过来，就去文件里读取数据并打印在Display终端。打开客户端Client终端界面，有3个菜单，一个注册、一个登陆、一个退出，选择相应项即可进行相关操作，注册和登录如图服务器端客户端发送给服务器端使用的协议：1、all$msg，为给所有人发送消息。2、直接输入view$获得在线用户列表。3、who$msg，给用户名为“who”的用户发送私聊消息。4、trans$w
6、ho$filename将文件传输给who。5、reg为注册。6、login为登陆。 私聊实现原理 一、 客户端可以使用who$msg的形式发送私聊信息，意味着，这个消息是发送给who的。或者，先使用who$来切换到发送私聊消息，这个时候，你不需要加上协议，即可给who这个用户发送消息，如图3-7、图3-8所示：图3-7 e向q发信息图3-8 q收到e发来的消息当然，上述方法也可实现一对多聊天，如图3-9所示：图3-9 一对多聊天这些消息都加上协议who来封装成结构体，再发送给服务器端。二、服务器端如果是私聊，则根据客户端要发送到哪个用户名的用户，到链表里取得该用户名的客户端信息，服务器再发送给
7、相应的接受信息的客户端。接受信息的客户终端就会先将信息保存到聊天记录的文件里，并显示接收到的信息，并且信息前面会显示相应的提示符。 公聊实现原理 一、客户端客户端在登陆成功之后，默认就是all协议，可以直接发送公聊信息，不需要加上任何的协议，实现对所有人的人进行聊天。命令为all$msg，给所有人发送消息。或者先使用all$来切换到给所有人发送消息，切换后，不需要加上协议即可发送了，如图3-10、图3-11所示：图3-10 xdy发送公聊信息图3-11 各用户接收q的公聊信息这些消息都根据协议来封装成结构体，再发送给服务器端。 二、服务器端如果是私聊，则根据客户端要发送到哪个用户名的用户，到链
8、表里取得该用户名的客户端信息，服务器再发送给相应的接受信息的客户端。接受信息的客户终端就会先将信息保存到聊天记录的文件里，并显示接收到的信息，并且信息前面会显示相应的提示符。 文件传输实现原理 一、客户端如果某个客户端想发送文件给其他客户端，则直接使用命令trans$who$filename。Filename包括本地的路径和文件名。Trans为协议，就是标志为传输文件。Who就是发送给谁。Filename就是要发送的文件在本地的文件名。发送和接收文件如图3-12、图3-13所示：图3-12 注册与登录系统实现1、 注册的时候与服务器的交互过程：请输入你的用户名:*请输入密码:*you pass
9、 : *请再次输入密码:*pass you : *正在等待服务器应答.接到服务器发来的信息:注册成功!2、 登陆的时候与服务器的交互过程：请输入你的用户名:*请输入密码:*正在等待服务器应答.接到服务器发来的信息:登录失败!您还有2次机会,之后将退出程序!请输入你的用户名:*请输入密码:*正在等待服务器应答.接到服务器发来的信息:登录成功!3、 退出：关闭socket，退出程序。 聊天功能实现1、两个用户在私聊功能who$：*(聊天内容)*Who就是发送给谁。2、公聊功能all$：*(聊天内容)*功能实现展示如下图4-3-1所示：传输文件功能实现使用trans$who$filename格式传送
10、文件：Filename包括本地的路径和文件名。Trans为协议，就是标志为传输文件。Who就是发送给谁。Filename就是要发送的文件在本地的文件名。总 结本次课程设计顺利完成了LINUX下聊天室工具的设计，包括注册、登记，私聊，公聊（群聊），传送文件等功能，送文件时可以传送文本。通过本次课程设计，我的软件开发能力在一定程度上提高了，对LINUX程序设计这一门课程也有了比较深刻的了解。实验过程中遇到了很多问题，刚开始对于shell一些简单的编程都不是很熟悉，通过去图书馆查阅资料，询问老师和同学，上网查阅资料，才得以解决各个问题，这个设计基本上完成了老师要求的公聊，私聊以及文件传输，但是由于自
11、己能力的有限，没能做出一个窗体，让系统更完美化，这还西药以后的继续努力。附 录/*check.h*/#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLEN 1024struct messagechar flag15;char name10;int size;char msgMAXLEN;int reg_check(struct message *recievemsg);int login_check(struct message *recie
12、vemsg);/*check.c*/#include check.hint reg_check(struct message *recievemsg)int fd;int read_size,write_size;struct message cmpmsg;if(strlen(recievemsg-name)10 | strlen(recievemsg-msg)20 )return 1;if(strcmp(recievemsg-name,all)=0)return -1;if(strcmp(recievemsg-name,reg)=0)return -1;if(strcmp(recievems
13、g-name,login)=0)return -1;if(strcmp(recievemsg-name,trans)=0)return -1;if(fd=open(user.txt,O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0666)0)perror(open);printf(openn);return -2;doif(read_size=read(fd,&cmpmsg,sizeof(cmpmsg) name,cmpmsg.name)=0)close(fd);return -1;while(read_size = sizeof(struct message);if(write_size=
14、write(fd,recievemsg,sizeof(struct message)0)perror(write);close(fd);return -2;while(write_size!=sizeof(struct message)/write_size = 0-writesize;lseek(fd,-write_size,SEEK_CUR);write_size=write(fd,recievemsg,sizeof(struct message);printf(write file successn);close(fd);return 0;int login_check(struct m
15、essage *recievemsg)int fd;struct message cmpmsg;int read_size;if(fd=open(user.txt,O_RDONLY)0)perror(open);return -2;doif(read_size=read(fd,&cmpmsg,sizeof(struct message)name,cmpmsg.name)=0)&(strcmp(recievemsg-msg,cmpmsg.msg)=0)close(fd);return 0;while(read_size0);close(fd);return -1;/*void main()str
16、uct message sendmsg;printf(input name:n);gets(sendmsg.name);printf(input mima:n);gets(sendmsg.msg); printf(%dn,reg_check(&sendmsg); / printf(%dn,login_check(&sendmsg);*/*client.c*/#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #in
17、clude #define MAXLEN 1024struct messagechar flag15;char name10;int size;char msgMAXLEN;struct msqlong msg_type;char msg_text5;int qid = -1,fd = -1,sockfd,savefilefd=-1;char filefromname10;void handleQuit(int signal_no)if(fd 0)close(fd);close(sockfd);if(qid 0)if(msgctl(qid,IPC_RMID,NULL)0)printf(消息队列
18、无法关闭n);exit(1);close(savefilefd);printf(程序正常退出n);raise(SIGQUIT);void cutStr(char str,char left,int n,char right,int m,char c)int i,k,j;for(i = 0 ; i n ;i+)if(stri = c)break;if(i = n)i = -1;elsememset(left,0,strlen(left);for(k = 0 ; k i ; k+)leftk = strk;for(j = i+1 ; j m;j+)if(strj = 0)break;rightj-
19、i-1 = strj;lefti = 0;if(j 0)printf(filedata.msg = %sn,filedata.msg);send(sockfd,&filedata,sizeof(struct message),0);elseprintf(读取文件失败,文件传输中止n);break; while (filedata.size 0);close(savefilefd);savefilefd = -1 ;void handlerecvmsg(int *sockfd)int connfd = *sockfd;int nread;char buf1024;char str1024;str
20、uct message recvmsg;time_t timep;struct msq msg;if( fd = open(chatlog.txt,O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND) 0)printf(打开聊天记录文件失败!);exit(1);/printf(%dn,fd);if(qid = msgget(2222,IPC_CREAT|0666) = -1)printf(创建消息队列失败n);exit(1);msg.msg_type = getpid();strcpy(msg.msg_text,OK);while(1)nread = recv(connfd,&recvmsg,si
21、zeof(struct message),0);if(nread = 0)printf(与服务器断开了连接n);close(fd);close(connfd);exit(0);else if (strcmp(recvmsg.flag,all) = 0)time (&timep);sprintf(str,%s%s发给所有人:%snn,ctime(&timep),recvmsg.name,recvmsg.msg);else if (strcmp(recvmsg.flag,sermsg) = 0)time (&timep);printf(%s服务器发给所有人:%snn,ctime(&timep),r
22、ecvmsg.msg);continue;else if (strcmp(recvmsg.flag,view) = 0)time (&timep);printf(%s当前在线客户端:n%snn,ctime(&timep),recvmsg.msg);continue;else if (strcmp(recvmsg.flag,trans) = 0)pthread_t pid;if (strcmp(recvmsg.msg,agree) = 0)strcpy(filefromname,recvmsg.name);/创建线程发送文件pthread_create(&pid,NULL,(void *)han
23、dlesendfile,NULL);else if(strcmp(recvmsg.msg,disagree) = 0)printf(对方拒绝接收文件n);close(savefilefd);savefilefd = -1;else if(strcmp(recvmsg.msg,noexist) = 0)printf(该客户端不存在n);close(savefilefd);savefilefd = -1;elsestrcpy(filefromname,recvmsg.name);printf(%s向你请求传名为%s文件,是否同意接受?agree(同意)|disagree(不同意)n,recvmsg
24、.name,recvmsg.msg);savefilefd = 0;continue;else if(strcmp(recvmsg.flag,transf) = 0)int n;if(strcmp(recvmsg.msg,end$) = 0)printf(文件传输结束n);close(savefilefd);savefilefd = -1;continue;elsen=write(savefilefd,recvmsg.msg,recvmsg.size);/printf(recvmsg.msg = %sn,recvmsg.msg);while(n 0) lseek(savefilefd,n,SE
25、EK_CUR);n=write(savefilefd,recvmsg.msg,recvmsg.size);continue; elsetime (&timep); sprintf(str,%s%s发来的私聊消息:%snn,ctime(&timep),recvmsg.name,recvmsg.msg);write(fd,str,strlen(str);msgsnd(qid,&msg,sizeof(struct msq),0);int main(int argc,char *argv)struct sockaddr_in server_addr;int port;int do_number;str
26、uct message a;char strMAXLEN;char bufMAXLEN;pthread_t pid;if(argc != 3)printf(请输入服务器IP和端口n);exit(1);port = atoi(argv2);if(sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0) = -1)printf(创建socket失败n);exit(1);signal(SIGINT,handleQuit);printf(-n);printf(| |n);printf(| input a number to work |n);printf(|t1.loginttt
27、|n);printf(|t2.registertt |n);printf(|t3.exitttt |n);printf(| |n);printf(-n);scanf(%d,&do_number);gets(str);while(do_number != 1 & do_number != 2 & do_number != 3)printf(你输入的不是上面的选项,请重新输入:n);scanf(%d,&do_number);gets(str);if(do_number=3)close(sockfd);printf(程序已退出!n);exit(0);bzero(&server_addr,sizeof
28、(struct sockaddr_in);server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv1);server_addr.sin_port = htons(port);if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr) = -1)printf(与服务器无响应,请隔一段时间再连接n);exit(2);if(do_number =1)int n = 3;while(n)printf(请输入你的用户名:
29、n);scanf(%s,a.name);printf(请输入密码:n);scanf(%s,a.msg);strcpy(a.flag,login);/a.flag3 = 0;send(sockfd,&a,sizeof(a),0);printf(正在等待服务器应答.n);recv(sockfd,buf,MAXLEN,0);printf(接到服务器发来的信息:%sn,buf);if(strcmp(buf,登录成功!) = 0)/int i,j,k;pthread_create(&pid,NULL,(void *)handlerecvmsg,(void *)&sockfd);gets(str);str
30、cpy(a.flag,all);while(1)memset(a.msg,0,strlen(a.msg);memset(str,0,strlen(str);gets(str);strcpy(buf,a.flag);cutStr(str,a.flag,15,a.msg,MAXLEN,$);printf(标志信息为:%sn,a.flag);if(strcmp(a.flag,view) = 0)send(sockfd,&a,sizeof(a),0);strcpy(a.flag,buf);continue;else if (strcmp(a.flag,trans) = 0) & (savefilefd
31、 =0)/printf(f=%s,a=%s,s=%d,a.flag,a.msg,savefilefd);if (strcmp(a.msg,agree) = 0) & (savefilefd = 0)char savefilename20;/char savefileallname22;printf(请输入保存的文件名,文件将保存在当前目录下!n);dogets(savefilename);savefilefd = open(savefilename,O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,0666);if(savefilefd = -1)printf(文件名可能存在请重新命名.n);whi
32、le(savefilefd = -1);if(savefilefd 0)printf(创建文件失败！n);savefilefd = -1;elsestrcpy(a.name,filefromname);send(sockfd,&a,sizeof(a),0);/printf(agree :%s,%s,%sn,a.flag,a.name,a.msg);elsememset(a.name,0,strlen(a.name);memset(str,0,strlen(str);cutStr(a.msg,a.name,10,str,MAXLEN,$);if (str0 != 0 & a.name0 != 0
33、)char transfileallname22;sprintf(transfileallname,./%s,str);savefilefd = open(str,O_RDWR,0666);if(savefilefd 0)printf(打开文件失败！n);savefilefd = -1;elsememset(a.msg,0,strlen(a.msg);strcpy(a.msg,str);send(sockfd,&a,sizeof(a),0);elsestrcpy(a.msg,disagree);strcpy(a.name,filefromname);send(sockfd,&a,sizeof(a),0);strcpy(a.flag,buf);continue;if (strcmp(a.flag,trans) = 0)strcpy(a.flag,buf);send(sockfd,&a,sizeof(a),0);elsen-;printf(您还有%d次机会,之后将推出程序!n,n); close(sockfd); exit(3); /登陆 else if(do_number =2) /registerint i =1 ;char username10;
