计算机网络课程设计（一）网络聊天程序的设计与实现

• 实验题目

网络聊天程序的设计与实现

• 实验目的

 1、了解Socket通信的原理，学会使用Socket进行简单的网络编程，在此基础上编写一个聊天程序。

2、了解Qt编程，熟悉C++语言。

• 总体设计

 1、背景知识

套接字（socket）是一个抽象层，应用程序可以通过它发送或接收数据，可对其进行像对文件一样的打开、读写和关闭等操作。套接字允许应用程序将I/O插入到网络中，并与网络中的其他应用程序进行通信。网络套接字是IP地址与端口的组合。

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）是一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据包的传输层通信协议。它不提供数据包分组、组装、对数据包进行排序、报文到达确认、流量控制等功能。

Qt 虽然经常被当做一个 GUI 库，用来开发图形界面应用程序，但这并不是 Qt 的全部；Qt 除了可以绘制漂亮的界面（包括控件、布局、交互），还包含很多其它功能，比如多线程、访问数据库、图像处理、音频视频处理、网络通信、文件操作等，这些 Qt 都已经内置了。

2、基本原理

Socket是一种“打开—读/写—关闭”模式的实现，服务器和客户端各自维护一个“文件”，在建立连接打开后，可以向文件写入内容供对方读取或者读取对方的内容，通讯结束时关闭文件。

Socket在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口，供应用层调用实现进程在网络中的通信。

Socket保证了不同计算机之间的通信，对于网站，通信模型是服务器与客户端之间的通信。两端都建立一个socket对象，然后通过socket对象对数据进行传输。通常服务器处于一个无限循环，等待客户端的连接。

3、模块介绍

（1）服务器端：监听本网络上的所有Ip，如有连接请求，则通过连接，与客户端进行一对一通信。

（2）客户端：通过给定的端口号与Ip地址连接到服务器端，与服务器端进行通信。

 4、设计步骤

（1）服务端

• 加载套接字库，创建套接字(QTcpSocket)
• 绑定套接字到一个 IP 地址和一个端口上(bind())
• 将套接字设置为监听模式等待连接请求(listen())
• 请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept())
• 用返回的套接字和客户端进行通信(send())
• 返回，等待另一连接请求
• 关闭套接字，关闭加载的套接字库

（2）客户端 

• 加载套接字库，创建套接字(QTcpSocket)
• 向服务器发出连接请求(connect())
• 和服务器端进行通信(send())
• 关闭套接字，关闭加载的套接字库

 

• 详细设计

1、程序流程图

2、代码

 （1）服务器端

代码组成：

server.h

#ifndef SERVER_H
#define SERVER_H

#include <QMainWindow>
#include <QTcpSocket>
#include <QTcpServer>

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class server; }
QT_END_NAMESPACE

class server : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    server(QWidget *parent = nullptr);
    ~server();

private: