资源下载地址：https://download.csdn.net/download/sheziqiong/85836435
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联网的 PC 机、Wireshark 软件
Visual C++、gcc 等 C++ 集成开发环境。
操作方法与实验步骤设计请求、指示（服务器主动发给客户端的）、响应数据包的格式，至少要考虑如下问题：
定义两个数据包的边界如何识别。
定义数据包的请求、指示、响应类型字段。
定义数据包的长度字段或者结尾标记。
定义数据包内数据字段的格式（特别是考虑客户端列表数据如何表达）。
小组分工：1 人负责编写服务端，1 人负责编写客户端。
客户端编写步骤（需要采用多线程模式）
运行初始化，调用 socket()，向操作系统申请 socket 句柄。
编写一个菜单功能，列出 7 个选项等待用户选择。
根据用户选择，做出相应的动作（未连接时，只能选连接功能和退出功能）
选择连接功能：请用户输入服务器 IP 和端口，然后调用 connect()，等待返回结果并打印。连接成功后设置连接状态为已连接。然后创建一个接收数据的子线程，循环调用 receive()，如果收到了一个完整的响应数据包，就通过线程间通信（如消息队列）发送给主线程，然后继续调用 receive()，直至收到主线程通知退出。
选择断开功能：调用 close()，并设置连接状态为未连接。通知并等待子线程关闭。
选择获取时间功能：组装请求数据包，类型设置为时间请求，然后调用 send()将数据发送给服务器，接着等待接收数据的子线程返回结果，并根据响应数据包的内容，打印时间信息。
选择获取名字功能：组装请求数据包，类型设置为名字请求，然后调用 send()将数据发送给服务器，接着等待接收数据的子线程返回结果，并根据响应数据包的内容，打印名字信息。
选择获取客户端列表功能：组装请求数据包，类型设置为列表请求，然后调用 send() 将数据发送给服务器，接着等待接收数据的子线程返回结果，并根据响应数据包的内容，打印客户端列表信息（编号、IP 地址、端口等）。
选择发送消息功能（选择前需要先获得客户端列表）：请用户输入客户端的列表编号和要发送的内容，然后组装请求数据包，类型设置为消息请求，然后调用 send()将数据发送给服务器，接着等待接收数据的子线程返回结果，并根据响应数据包的内容，打印消息发送结果（是否成功送达另一个客户端）。
选择退出功能：判断连接状态是否为已连接，是则先调用断开功能，然后再退出程序。否则，直接退出程序。
主线程除了在等待用户的输入外，还在处理子线程的消息队列，如果有消息到达，则进行处理，如果是响应消息，则打印响应消息的数据内容（比如时间、名字、客户端列表等）；如果是指示消息，则打印指示消息的内容（比如服务器转发的别的客户端的消息内容、发送者编号、IP 地址、端口等）。
服务端编写步骤（需要采用多线程模式）
运行初始化，调用 socket()，向操作系统申请 socket 句柄
调用 bind()，绑定监听端口（请使用学号的后 4 位作为服务器的监听端口），接着调用 listen()，设置连接等待队列长度主线程循环调用 accept()，直到返回一个有效的 socket 句柄，在客户端列表中增加一个新客户端的项目，并记录下该客户端句柄和连接状态、端口。然后创建一个子线程后继续调用 accept()。该子线程的主要步骤是（刚获得的句柄要传递给子线程，子线程内部要使用该句柄发送和接收数据）：
调用 send()，发送一个 hello 消息给客户端（可选）
循环调用 receive()，如果收到了一个完整的请求数据包，根据请求类型做相应的动作：
请求类型为获取时间：调用 time()获取本地时间，然后将时间数据组装进响应数据包，调用 send()发给客户端
请求类型为获取名字：将服务器的名字组装进响应数据包，调用 send()发给客户端
请求类型为获取客户端列表：读取客户端列表数据，将编号、IP 地址、端口等数据组装进响应数据包，调用 send()发给客户端
请求类型为发送消息：根据编号读取客户端列表数据，如果编号不存在，将错误代码和出错描述信息组装进响应数据包，调用 send()发回源客户端；如果编号存在并且状态是已连接，则将要转发的消息组装进指示数据包。调用 send()发给接收客户端（使用接收客户端的 socket 句柄），发送成功后组装转发成功的响应数据包，调用 send()发回源客户端。
主线程还负责检测退出指令（如用户按退出键或者收到退出信号），检测到后即通知并等待各子线程退出。最后关闭 Socket，主程序退出。
编程结束后，双方程序运行，检查是否实现功能要求，如果有问题，查找原因，并修改，直至满足功能要求使用多个客户端同时连接服务端，检查并发性使用 Wireshark 抓取每个功能的交互数据包
四、实验数据记录和处理请将以下内容和本实验报告一起打包成一个压缩文件上传：
源代码：客户端和服务端的代码分别在一个目录
可执行文件：可运行的.exe 文件或 Linux 可执行文件，客户端和服务端各一个
以下实验记录均需结合屏幕截图（截取源代码或运行结果），进行文字标注（看完请删除本句）。
描述请求数据包的格式（画图说明），请求类型的定义
| Int DES （目的地的 socket ID） |
|---|
| REQ_TYPE OPT （请求的类型） |
| Char[1024] MES （消息内容，固定长度） |
const int MAXMES = 1024;
enum REQ_TYPE {DISCON, TIME, NAME, LINK, SEND};
string REQ_STR[] = { "DISCON", "TIME", "NAME", "LINK", "SEND" };
struct MESSAGE {
int DES;
REQ_TYPE OPT;
char MES[MAXMES];
};
描述响应数据包的格式（画图说明），响应类型的定义
| Int DES （目的地的 socket ID） |
|---|
| REQ_TYPE OPT （请求的类型） |
| Char[1024] MES （消息内容，固定长度） |
描述指示数据包的格式（画图说明），指示类型的定义
| Int DES （目的地的 socket ID） |
|---|
| REQ_TYPE OPT （请求的类型） |
| Char[1024] MES （消息内容，固定长度） |
客户端初始运行后显示的菜单选项
客户端的主线程循环关键代码截图（描述总体，省略细节部分）
根据输入的指令，选择像服务器发放什么类型的包
while(1) {
// initialize the MESSAGE being sent
MESSAGE sen ;
sen = MESSAGE{
-1, NAME, ""
} ;
int opt ;
string Text ;
int des_num ;
cin >> opt ;
switch (opt) {
case 1:
sen.OPT = DISCON ;
break ;
case 2:
sen.OPT = TIME ;
break ;
case 3:
sen.OPT = NAME ;
break ;
case 4:
sen.OPT = LINK ;
break ;
case 5:
// only the type of sending message to others need to be treated differently
sen.OPT = SEND ;
// 输入要发送的目的地和信息内容，略
case 6:
cout << "Quiting..." << endl ;
return 0 ;
default:
cout << "Wrong option!" << endl ;
break ;
}
if ( opt < 1 || opt > 6 )
continue ;
// sending the packet char buf[sizeof(MESSAGE)] ; memcpy(buf, &sen, sizeof(MESSAGE)) ;
int seRet = send(client, buf, sizeof(buf), 0);
if (seRet == -1) {
cout << "Sending failed:" << errno << endl;
}
}
客户端的接收数据子线程循环关键代码截图（描述总体，省略细节部分）
void receiveT(SOCKET client) {
char buf[sizeof(MESSAGE)];
MESSAGE sen ;
while ( 1 ) {
// Message Receiving
int reRet = recv(client, buf, sizeof(buf), 0);
if (reRet == -1) {
cout << "Receiving failed:"<< errno << endl;
exit(0);
}
memcpy(&sen, buf, sizeof(buf)) ;
if(sen.OPT == DISCON) {
cout << "Disconnecting..." << endl ;
exit(0);
}
}
}
服务器初始运行后显示的界面
服务器的主线程循环关键代码截图（描述总体，省略细节部分）
while (true) {
int client = accept(slisten, (sockaddr*)&sin, &addr_size);
if (client == -1)
// 省略
// lambda expression used when using thread thread t([&](sockaddr_in addr, int client) {
// 放在下一题里
}, sin, client);
t.detach();
}
服务器的客户端处理子线程循环关键代码截图（描述总体，省略细节部分） char TMP_CLI[255];
// Get ip from hex
inet_ntop(AF_INET, (void*)&sin.sin_addr, TMP_CLI, 16);
Clients[client] = sin;
Clients_info[client].ip = TMP_CLI;
Clients_info[client].port = sin.sin_port;
// Initialize Flas as TRUE Flags[client] = 1;
while (Flags[client]) {
// Receive the packet char buf[sizeof(MESSAGE)];
int reRet = recv(client, buf, sizeof(buf), 0);
if (reRet == -1) {
cout << "receive failed:" << errno << endl;
break;
}
// interpret the packet MESSAGE rec, sen;
memcpy(&rec, buf, sizeof(MESSAGE));
memset(sen.MES, 0, sizeof(sen.MES));
sen.DES = client;
sen.OPT = rec.OPT;
// Process it according to its type switch (rec.OPT) { case DISCON:
Flags[client] = 0;
Clients_info.erase(client);
cout << "Disconnected link with " << client << endl;
break;
case TIME:
cout << "Send time to " << client << endl;
cc = time(0);
tmp_time = ctime(&cc);
strcpy(rec.MES, tmp_time.c_str());
break;
case NAME:
cout << "Send name to " << client << endl;
gethostname(name, size);
strcpy(rec.MES, name);
break;
case LINK:
cout << "Send current active links to " << client << endl;
// 通过 map 获取现有的活跃链接，并发送
break;
case SEND:
cout << "Send message from " << client << " to " << rec.DES << endl;
// 向目标地址发送消息
break;
default:
cout << "Wrong requirement type!" << endl;
}
// Always reply the sender after processing the packet if (rec.OPT >= DISCON && rec.OPT <= SEND) {
// 回复发出指令的客户端
}
}
客户端选择连接功能时，客户端和服务端显示内容截图。
Wireshark 抓取的数据包截图：
客户端选择获取时间功能时，客户端和服务端显示内容截图。
客户端:
服务端：
Wireshark 抓取的数据包截图（展开应用层数据包，标记请求、响应类型、返回的时间数据对应的位置）：
客户端选择获取名字功能时，客户端和服务端显示内容截图。
客户端:
服务端：
Wireshark 抓取的数据包截图（展开应用层数据包，标记请求、响应类型、返回的名字数据对应的位置）：
相关的服务器的处理代码片段：
gethostname(name, size);strcpy(rec.MES, name);客户端选择获取客户端列表功能时，客户端和服务端显示内容截图。
客户端：
服务端:
Wireshark 抓取的数据包截图（展开应用层数据包，标记请求、响应类型、返回的客户端列表
数据对应的位置）：
相关的服务器的处理代码片段：
tmp_link = "tIDtIPtPortn";
for (auto i : Clients_info)
tmp_link = tmp_link + "t" + to_string(i.first) + "t" + i.second.ip + "t"
+ to_string(i.second.port) + "n";
strcpy(rec.MES, tmp_link.c_str());
客户端选择发送消息功能时，客户端和服务端显示内容截图。
发送消息的客户端：
服务器：
接收消息的客户端：
Wireshark 抓取的数据包截图（发送和接收分别标记）：
发送:
接受：
相关的服务器的处理代码片段：
cout << "Send message from " << client << " to " << rec.DES << endl;
tmp_text = rec.MES;
tmp_text = "message from [" + to_string(client) + "]: n" + tmp_text;
memset(sen.MES, 0, sizeof(sen.MES));
strcpy(sen.MES, tmp_text.c_str());
sen.DES = rec.DES;
cout << "Start sending..." << endl;
ret = send(sen.DES, (char*)&sen, sizeof(sen), 0);
if (ret < 0) {
cout << "send failed" << endl;
strcpy(rec.MES, "Sending Failed");
}
相关的客户端（发送和接收消息）处理代码片段：发送:
sen.OPT = SEND ; cout << "To. " ; cin >> des_num ; sen.DES = des_num ; cout << "Input the text need to send:n" ; cin >> Text ; strcpy(sen.MES, Text.c_str()) ; 接受就是前面接受服务器消息的方法。
拔掉客户端的网线，然后退出客户端程序。观察客户端的 TCP 连接状态，并使用 Wireshark观察客户端是否发出了 TCP 连接释放的消息。同时观察服务端的 TCP 连接状态在较长时间内分钟以上）是否发生变化。直接用关闭窗口的方式关掉了，有释放连接。
再次连上客户端的网线，重新运行客户端程序。选择连接功能，连上后选择获取客户端列表功能，查看之前异常退出的连接是否还在。选择给这个之前异常退出的客户端连接发送消息，出现了什么情况？
没有了该线程对应的 while 循环中会在链接断开的时候立即得到链接失败的信息。
断开前：
断开后：
修改获取时间功能，改为用户选择 1 次，程序内自动发送 100 次请求。服务器是否正常处理了次请求，截取客户端收到的响应（通过程序计数一下是否有 100 个响应回来），并使用Wireshark 抓取数据包，观察实际发出的数据包个数。
开始：
结束：
开始：
结束：
多个客户端同时连接服务器，同时发送时间请求（程序内自动连续调用 100 次 send），服务器和客户端的运行截图
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