基于udp的网络群聊系统

一、系统简介

这是一个基于udp协议的网络群聊系统，为什么选择udp协议呢？这就需要了解TCP协议与udp协议。

1）TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）

是面向连接的协议，也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，只简单的描述下这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。

2）UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）

（1） UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。

（2）由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

（3） UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。

（4）吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。

（5）UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。

（6）UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。

本系统就是基于udp协议的实现简单的群聊，分为服务器端和客户端两大部分；服务器端既可以从网络中接收客户端发送的消息存入数据池（环形队列实现），也可以从数据池获取数据发送给在线的客户。

二、系统框架

client模块:畅聊系统client上层逻辑，提供client底层通信

server模块：畅聊系统server上层逻辑，提供server底层通信

comm模块：畅聊系统底层公共逻辑，如数据序列化。

data_pool模块：数据池的实现

window模块：client窗口模块

lib第三⽅方库模块：提供第三⽅方库模块

conf模块：提供server的配置文件

plug插件起停服务脚本模块：起停服务脚本

三、功能模块

1、服务器

2、客户端

3、界面

4、数据池

5、数据处理

6、编译：makefile

ROOT=$(shell pwd)
SERVER=$(ROOT)/server
CLIENT=$(ROOT)/client
LOG=$(ROOT)/log
POOL=$(ROOT)/data_pool
COMM=$(ROOT)/comm
LIB=$(ROOT)/lib
WINDOW=$(ROOT)/window
CONF=$(ROOT)/conf
PLUGIN=$(ROOT)/pluginSERVER_BIN=chat_system
CLIENT_BIN=chat_clientINCLUDE=-I$(POOL) -I$(LOG) -I$(COMM) -I$(LIB)/include -I$(WINDOW)
LDFLAGS= -L$(LIB)/lib -lpthread -ljson -lncurses SERVER_OBJ=$(shell ls $(SERVER) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')
SERVER_OBJ+=$(shell ls $(LOG) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')
SERVER_OBJ+=$(shell ls $(POOL) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')
SERVER_OBJ+=$(shell ls $(COMM) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')
CLIENT_OBJ=$(shell ls $(CLIENT) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/g')
CLIENT_OBJ+=$(shell ls $(LOG) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')
CLIENT_OBJ+=$(shell ls $(COMM) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')
CLIENT_OBJ+=$(shell ls $(WINDOW) | grep -E '\.cpp$$' | sed 's/\.cpp/\.o/')CC=g++.PHONY:all
all:$(SERVER_BIN) $(CLIENT_BIN)$(SERVER_BIN):$(SERVER_OBJ)@$(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS)@echo "linking [$^] to [$@] .....done"
$(CLIENT_BIN):$(CLIENT_OBJ) @$(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS) @echo "linking [$^] to [$@] .....done"%.o:$(CLIENT)/%.cpp@$(CC) -c $< $(INCLUDE)@echo "comping [$^] to [$@] ... done"
%.o:$(SERVER)/%.cpp@$(CC) -c $< $(INCLUDE)@echo "comping [$^] to [$@] ... done"
%.o:$(POOL)/%.cpp@$(CC) -c $< @echo "comping [$^] to [$@] ... done"
%.o:$(LOG)/%.cpp@$(CC) -c $< @echo "comping [$^] to [$@] ... done"
%.o:$(COMM)/%.cpp@$(CC) -c $< $(INCLUDE)@echo "comping [$^] to [$@] ... done"
%.o:$(WINDOW)/%.cpp@$(CC) -c $< $(INCLUDE)@echo "comping [$^] to [$@] ... done".PHONY:debug
debug:echo $(SERVER_OBJ)echo $(CLIENT_OBJ)
.PHONY:output
output:mkdir -p output/servermkdir -p output/clientmkdir -p output/server/logcp $(SERVER_BIN) output/servercp $(CLIENT_BIN) output/clientcp $(PLUGIN)/ctl_server.sh output/servercp -rf $(CONF) output/server
.PHONY:clean
clean:rm -rf *.o $(SERVER_BIN) $(CLIENT_BIN) output

四、基本成果（比较简陋，持续更新中--------------）