陳潔　孟曉景

摘要：為了實現(xiàn)Linux與Windows跨平臺通信，及時共享信息，構(gòu)建了一個適用于跨平臺的網(wǎng)絡(luò)聊天室通信程序。先搭建跨平臺通信環(huán)境，然后使用Socket套接字網(wǎng)絡(luò)編程接口實現(xiàn)通信。整個系統(tǒng)采用客戶機/服務(wù)器（C/S）模型，Windows客戶端采用MFC框架編寫，Linux服務(wù)器和客戶端均采用C語言實現(xiàn)。通過測試，Linux和Windows的客戶端可以成功連接到服務(wù)器，從而實現(xiàn)跨平臺網(wǎng)絡(luò)聊天功能。

關(guān)鍵詞：Linux；Windows；套接字；客戶機/服務(wù)器

DOIDOI：10.11907/rjdk.151230

中圖分類號：TP319

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：16727800（2015）006009403

作者簡介作者簡介：陳潔（1990-），女，山東菏澤人， 山東科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)；孟曉景（1962-），男，浙江紹興人， 山東科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)。

0 引言

Linux是一個基于POSIX和UNIX的多任務(wù)、多用戶、支持多線程的操作系統(tǒng)。Linux在眾多方面表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢，通常用在控制領(lǐng)域以提高系統(tǒng)性能。然而，目前使用最多的Windows操作系統(tǒng)圖形界面友好，擁有良好的集成開發(fā)環(huán)境，操作簡單，深受廣大用戶的喜愛。兩種操作系統(tǒng)各有千秋，越來越多場合同時使用，這就出現(xiàn)了跨平臺的通信問題。對此，本文通過Socket套接口來實現(xiàn)不同操作系統(tǒng)之間的實時聊天，運用C/S模式設(shè)計出Windows與Linux操作系統(tǒng)間可以互相通信的網(wǎng)絡(luò)聊天室，本客戶端可以顯示其它客戶端的消息，實現(xiàn)了信息的及時共享。

1 Socket編程原理與過程

1.1 Socket編程原理

Socket[1]作為BSD UNIX的進程通信機制，通常也稱作“套接字”，用于描述IP地址和端口，是網(wǎng)絡(luò)通信的基本單元?；赥CP/IP協(xié)議的 Socket 編程是一種典型的會話編程方式，它既適用于客戶/服務(wù)器通信方式，又適用于點對點通信方式。套接字通過調(diào)用系統(tǒng)提供的庫函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，不需要過多了解底層的一些細節(jié)。本文采用C/S[2]通信方式編程。通信服務(wù)方式分為面向連接和無連接，這里使用的是面向連接的流套接字。

1.2 Socket編程過程

Socket編程過程分為客戶端和服務(wù)器端編程，大致通信過程如圖1所示。

Socket編程過程首先需要創(chuàng)建套接字socket（），然后服務(wù)器端綁定套接字bind（），即將本地主機IP地址、端口號與創(chuàng)建的套接字綁定。綁定完成后進入監(jiān)聽狀態(tài)listen（），等待客戶端連接。客戶端如果發(fā)起連接connect（），服務(wù)器和客戶端的底層就進行三次握手接受連接accept（）。連接成功后，雙方就可以收發(fā)數(shù)據(jù)了。在此連接上使用send（）函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)，在連接的另一端使用rev（）函數(shù)接收數(shù)據(jù)，這樣，Socket就連接了兩端的應(yīng)用程序。套接字機制提供了一系列的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，通過這些函數(shù)調(diào)用，應(yīng)用程序就可以在掩蓋通信協(xié)議細節(jié)的情況下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2 通信環(huán)境搭建

本系統(tǒng)是跨平臺網(wǎng)絡(luò)聊天室，Linux為服務(wù)器端，用于接收客戶端請求，而客戶端可以是Windows操作系統(tǒng)，也可以是Linux操作系統(tǒng)。為避免使用多個計算機的麻煩，本系統(tǒng)在一臺計算機上安裝虛擬機，虛擬機為Linux操作系統(tǒng)，另外一個是Win7操作系統(tǒng)，在進行編程之前，要先檢驗Win7操作系統(tǒng)與Linux操作系統(tǒng)是否可以正常進行網(wǎng)絡(luò)通信。把虛擬機端設(shè)置成橋接連接方式[3]，這樣虛擬機就可以當(dāng)成獨立機。主機IP地址為192.168.131.153 ，虛擬機地址為192.168.131.152，通過ping命令檢驗互通性。

3 跨平臺通信設(shè)計

3.1 Linux平臺服務(wù)器設(shè)計

通過此函數(shù)把消息發(fā)送給每個連接的客戶端；服務(wù)端程序父子進程分別負責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以避免數(shù)據(jù)沖撞；本程序服務(wù)端端口號設(shè)定為：3490，端口綁定函數(shù)int bindPort（unsigned short int port） ，此函數(shù)用來創(chuàng)建socket（AF_INET，SOCK_STREAM，0）流套接字，并綁定到指定的端口，在Linux操作系統(tǒng)下不需要初始化。

當(dāng)有客戶端請求連接時，accept（sockfd，（struct sockaddr*）&their_addr，&sin_size）用來接受客戶端連接。連接成功后，服務(wù)器創(chuàng)建子進程，子進程ppid = fork（）。父進程負責(zé)接收數(shù)據(jù)，子進程負責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，把接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給已連接的客戶端。

3.2 客戶端設(shè)計

因為此程序為聊天室，所以客戶端設(shè)計分為Windows平臺和Linux平臺。

3.2.1 Windows平臺客戶端設(shè)計

Windows客戶端采用MFC框架來編寫socket程序[4]。打開Visual C++6.0新建MFC應(yīng)用程序，添加兩個窗體，分別為登陸窗口和聊天室窗口。在登陸窗體中添加3個textBox控件，分別為textBox1（昵稱輸入框）、textBox2（服務(wù)器IP輸入框）、textBox1（服務(wù)器端口號輸入框），并添加兩個button控件，分別為button1（登陸）、button2（退出）。在聊天室窗體中添加兩個textBox控件，分別為textBox1（消息顯示框）、textBox2（消息輸入框），并添加兩個button控件，分別為button1（發(fā)送）、button2（退出）。

請求連接：新建socket、ServerIP和Port分別表示服務(wù)器IP地址和端口號，通過函數(shù)Connect（ServerIP，Port）連接到Linux服務(wù)器端，成功以后即可收發(fā)數(shù)據(jù)。

發(fā)送與接收消息：定義發(fā)送的字符串為Message，將消息輸入框textBox1中的內(nèi)容指定為Message，通過send（）函數(shù)進行消息發(fā)送。新建一個byte數(shù)組byte[] RecvBuffer，通過Recv（RecvBuffer）函數(shù)將接收到的消息存放到RecvBuffer中，接收成功后，將內(nèi)容顯示到顯示框。

3.2.2 Linux平臺客戶端設(shè)計

Linux平臺客戶端使用C語言編寫。首先創(chuàng)建客戶端套接字clientfd = socket（AF_INET，SOCK_STREAM，0），第二個參數(shù)表明為流式套接字，即面向連接；然后請求連接服務(wù)器端，通過connect（clientfd，（struct sockaddr *）&clientaddr，sizeof（struct sockaddr））這個函數(shù)請求。連接成功后，創(chuàng)建子進程pid = fork（），父進程用于發(fā)送信息，子進程用于接收信息。

4 運行結(jié)果分析

4.1 啟動Linux服務(wù)器端

4.2 啟動Windows客戶端

打開Visual C++編譯、連接成功后，出現(xiàn)登錄窗體，輸入姓名、服務(wù)器IP地址和端口號，點擊連接，和Linux端進行連接。此時用兩個客戶端進行測試。和服務(wù)器端連接成功后，Windows客戶端和Linux客戶端可以組建一個聊天室收發(fā)消息。以Windows其中的一個客戶端為例，在消息輸入框中輸入消息，點擊發(fā)送，Linux服務(wù)器端接收到消息，然后轉(zhuǎn)發(fā)給其它客戶端，3個客戶端分別發(fā)送完消息后，Windows其中一個客戶端顯示內(nèi)容如圖3所示。

4.3 啟動Linux客戶端

在Linux系統(tǒng)下執(zhí)行完上述命令后，客戶端就和服務(wù)器連接了， Linux客戶端可以一邊發(fā)送

消息，一邊接收服務(wù)器發(fā)來的消息，Linux客戶端顯示如圖4所示。

5 結(jié)語

本文研究了Linux與Windows之間的通信問題。雙方采用TCP/IP協(xié)議，運用socket接口來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信程序。本程序?qū)崿F(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)聊天室功能，服務(wù)器能向不同的客戶端同時轉(zhuǎn)發(fā)另一個客戶端發(fā)來的消息，不同用戶可對消息及時共享。經(jīng)過測試，本程序達到預(yù)期效果。

參考文獻：

[1] 李峰.利用流式Socket編程實現(xiàn)Windows與Linux的通信[J].微計算機信息，2006（1）：112118.

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[3] 周西峰，陸鵬，郭前崗. 利用流Socket實現(xiàn)Windows與Linux平臺間的網(wǎng)絡(luò)通信[J].微型機與應(yīng)用，2013，32（18）：4952.

[4] 多納霍，卡爾福特.TCP/IP socket編程[M].陳宗斌，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2009.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：杜能鋼）

英文摘要Abstract：In order to achieve the crossplatform communication of Linux and Windows， and make information sharing timely，the article build a communication program of internet chatroom for crossplatform.First，it build environment of crossplatform communication ， and then use network programming interface of socket.The whole system adopts a Client/Server（C/S） model， using MFC framework to write Windows client， Linux， including server and client， use C language to realize.It is tested that client of Linux and Windows can successfully connect to the server.Then it can realize the function of the crossplatform internet chatroom.

英文關(guān)鍵詞Key Words： Linux；Windows；Socket；C/S