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java毕业论文基于UDP协议的可靠通讯系统的设计与实现.docx
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java毕业论文基于UDP协议的可靠通讯系统的设计与实现.docx
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基于 UDP 协议的可靠通讯系统的设计与实现
[摘 要] UDP 是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,它提供了简单不可靠
的信息传送服务。由于 UDP 的包头包含很少的字节,它在网络传输方面有很大的速度优
势。由于 UDP 存在传输可靠性差的问题,无法实现聊天系统在好友互相聊天时的可靠性
传输。文章在细致分析 UDP 和 TCP 协议特点的基础上,通过对 TCP 协议的模拟,设计出
了一种新的可靠 UDP 协议(UDT),大大提高了数据传榆的可靠性。本文结合 Java 面向
对象语言特性和系统的功能需要,对本系统进行了设计与实现。该系统在用户与服务器
之间采用 C/S 架构。使用分层设计的思想分离出视图层、商务逻辑层、hibernate 数据
库连接层、hibernate 数据库存储层。
[关键词] UDT;套接字;Java;多线程;Hibernate
Design and Implementation of the Reliable
Communication System Based on UDP
Abstract: UDP is the OSI connectionless transport protocol , it provides simple
unreliable transport services.UDP has a transmission speed advantage in the network that is
caused by UDP header consists of a few fields. UDP has disadvantage of poor reliable, so it
can’t support the reliable transmission to this project when friends chat with each other. This
paper extracts the features of UDP and TCP and proposes a new Reliable UDP(UDT).An
object-oriented programming language Java, support many API , provides a great help for the
realization of this chat program .In this thesis, combined with the JAVA object-oriented
language feature and the actual need of this program , this Instant Message has been designed
and implemented. C/S architecture is used between server and client .Using the idea of the
hierarchical design, this system can be separated view layer, business logic layer, Hibernate
database access layer and Hibernate database storage layer.
Key words:UDT; Socket ;Java; Multithread ; Hibernate
目 录
1 绪论.........................................................................................................................................1
1.1 课题选择的背景...........................................................................................................1
1.2 国内外现状及发展趋势...............................................................................................1
1.3 本文的主要工作...........................................................................................................2
1.4 本章小结.......................................................................................................................2
2 涉及的相关技术与协议.........................................................................................................2
2.1 Java 语言技术基础 .......................................................................................................3
2.1.1 Java 语言在开发和执行过程中的特点 .............................................................3
2.1.2 Java 语言本身的特点 .........................................................................................3
2.1.3 Java 与 Hibernate 整合使用访问数据库............................................................6
2.2 相关的协议介绍...........................................................................................................7
2.2.1 TCP/IP 协议 ........................................................................................................7
2.2.2 UDP 协议(用户数据报协议) ........................................................................8
2.2.3 TCP 协议与 UDP 协议的比较 .........................................................................10
2.3 基于 Socket 的编程....................................................................................................11
2.4 本章小结.....................................................................................................................12
3 聊天系统的需求分析...........................................................................................................12
3.1 即时消息的一般需求.................................................................................................12
3.1.1 一般即时消息格式需求...................................................................................12
3.1.2 可靠性需求.......................................................................................................12
3.1.3 性能需求...........................................................................................................12
3.2 即时消息的协议需求.................................................................................................13
3.3 即时消息的安全需求.................................................................................................13
3.4 即时通讯系统需求.....................................................................................................13
3.4.1 注册需求...........................................................................................................13
3.4.2 通讯需求...........................................................................................................13
3.5 系统的用例分析.........................................................................................................13
3.5.1 服务器端用例图...............................................................................................14
3.5.2 客户端用例图...................................................................................................14
3.6 本章小结.....................................................................................................................15
4 系统总体设计.......................................................................................................................15
4.1 功能模块划分.............................................................................................................16
4.1.1 服务器端...........................................................................................................16
4.1.2 客户端...............................................................................................................16
4.2 系统的多线程设计.....................................................................................................17
4.2.1 服务器端的多线程设计...................................................................................17
4.2.2 客户端的多线程设计.......................................................................................18
4.3 本章小结.....................................................................................................................18
5 系统关键技术及实现...........................................................................................................18
5.1 消息格式的设计与实现.............................................................................................18
5.1.1 客户端消息格式的设计...................................................................................18
5.1.2 服务器端的消息格式.......................................................................................19
5.2 Hibernate 数据库设计.................................................................................................20
5.2.1 数据库的选择...................................................................................................21
5.2.2 数据库表设计...................................................................................................21
5.2.3 Hibernate 伪面向对象数据库的设计与实现...................................................22
5.3 客户端好友聊天时的可靠传输.................................................................................25
5.3.1 双方的连接建立与关闭...................................................................................25
5.3.2 发送方和接收方的设计...................................................................................25
5.3.3 发送方的流量控制...........................................................................................26
5.3.4 接收方的确认技术...........................................................................................26
5.4 本章小结.....................................................................................................................27
6 系统测试...............................................................................................................................27
6.1 测试方法.....................................................................................................................27
6.1.1 静态测试与动态测试相结合...........................................................................27
6.1.2 压力测试...........................................................................................................27
6.2 测试结果.....................................................................................................................27
7 总结与展望...........................................................................................................................28
7.1 总结.............................................................................................................................28
7.2 展望.............................................................................................................................28
结束语.......................................................................................................................................30
参考文献...................................................................................................................................31
致谢...........................................................................................................................................32
1
1 绪论
自从人类有了语言之后,人与人之间的交流更为方便。二次大战以后科学技术的迅
猛发展,给我们的生活带来了巨大的变化。人与人之间的交流不在局限于面对面或纸上
的书信交流,而是更加多元化。当今世界即时聊天越来越受到人们的青睐。本课题研究
的是一种基于 Internet 网络以及其他有线、无线网络的实时通信方式——即时聊天系
统。即时通信(Instant Message)是互联网应用的一大热点,通过通信系统建立网络虚
拟社区,为用户提供实时有效的沟通手段。本课题在实施的过程使用的 Java 语言。
1.1 课题选择的背景
计算机、电信网络快速发展的今天,即时通讯方式日益受到人们的青睐。即时通讯
工具不仅解放了人们交流的距离,而且使得交流的方式更加的多元化。即时聊天工具发
展的历史并不久远,但凭借计算机和网络之间的相互结合。人们可以通过计算机的电信
网络实现视频、音频同步的交流。丰富了人们的联系方式。
1996 年 11 月,四位以色列籍年轻人成立的一家名为 Mirabilis 的小公司推出了第
一个即时通信软件 ICQ,取意为“I seek you”,这是当时出现一款较为流行的网络 IM
聊天工具。在接下来的几年里,IM 凭借一种更直接、更简单、更便捷的方式改变了整个
网络的交流方式,在编码、字符、图片堆积 Internet 中构建了一条充满温情的沟通渠
道。随后的几年伴随着互联网的飞速发展,国内外即时聊天系统也在不断的发展。相继
有许多的聊天系统被人们所接受和认可。比如中国腾讯的 QQ,微软的 MSN,新浪的 UC,
搜狐的搜 Q,但还是 QQ 最为成功。
目前互联网上即时聊天系统种类众多,功能也较为齐全。如果企业或者单位内部使
用这些比较成熟的即时聊天系统,由于聊天对象与内容部可控性,这样企业可能会降低
工作效率。该即时聊天通讯系统将自己的服务器端安装在企业内,并且由企业内部的人
员来进行管理,可以很好的解决这个问题。并且该系统是定位于企业内部网络,解决企
业或单位的沟通与系统问题,提高工作效率。企业内部的工作人员可利用该通讯系统随
时随地发送文字消息、进行群聊、消息群发等。系统包括客户端程序和服务器端程序,
支持局域网和 Intent。企业内部员工之间可以在内部网覆盖的任何地方、时间即时交流,
真正的实现企业内部协同工作。大大提高企业的办公效率。
1.2 国内外现状及发展趋势
目前,即时聊天系统收到人们的普遍欢迎,互联网上也推出不少相关的应用程序。
目前在互联网上受欢迎的即时通讯软件包括 QQ、MSN、AOL Instant Messenger、Yahoo!
Messenger、NET Messenger Service、Jabber、ICQ 等。通常 IM 服务会在使用者通话清
单(类似电话簿)上的某人连上 IM 时发出信息通知使用者,使用者便可据此与此人透
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