网络通信原理大作业--基于TCP的ATM系统
网络通信原理大作业基于TCP的ATM系统目录一、实验目标 31.1 设计目标 31.2 完成功能 3二、实验原理 42.1 TCP在TCP/IP协议簇中的位置及特点42.2 TCP的SOCKET 实现 42.3 客户端/服务器端模型的设计原理 5三、程序设计 63.1 程序主要类结构 63.2 建立/关闭Socket 63.2.1 建立Socket 63.2.2 收发数据 73.2.3 关闭Socket 83.3 ATM终端操作和服务器端响应程序 93.3.1 查询 93.3.2 取款 93.3.3 存款103.3.4 修改密码11四、开发工具12五、测试报告125.1 测试环境125.2测试方法和步骤125.2.1 服务器端125.2.2 ATM终端135.3 测试结果19六、软件开发总结196.1 软件开发的收获196.2 难点问题的处理及待完善的问题19七、参考文献19一、实验目标1.1设计目标TCP 是Transmission Control Protocol 的简称，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。本设计采用基于TCP协议的sock编程，通过实现网络数据发送和接收功能，模拟简单的银行ATM系统，包括ATM终端机和银行服务器。1.2完成功能（1）ATM终端机初始化，保证输入正确的服务器地址和端口号，才能成功连接到银行服务器，进行后续操作。（2）用户在ATM终端机上输入正确的卡号和密码后，进入ATM终端机操作界面，通过TCP的socket发送相关操作命令和数据给银行服务器。（3）银行服务器准确接收ATM终端机发送过来的命令和数据。（4）根据接收的命令和数据，对ATM终端机的相关命令进行响应，对相关数据进行处理，并将用户操作过程显示出来。程序界面如下：图1 ATM终端机操作界面图2 银行服务器显示界面二、实验原理2.1 TCP在TCP/IP协议簇中的位置及特点图3 TCP/IP体系结构使用TCP通信有以下特点： （1）面向连接的传输；（2）端到端的通信；（3）高可靠性，确保传输数据的正确性，不易出现丢失或乱序；（4）全双工方式传输；（5）采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列；（6）紧急数据传送功能。2.2 TCP的SOCKET 实现套接字是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元，可以将套接字看做不用主机间的进程进行双向通信的端点，在网络编程中最常用的方案便是客户端/服务器端模型，简称C/S模型。根据传输数据类型的不同，套接字可分为面向连接的字节流套接字（stream sockets）和无连接的数据报套接字（datagram sockets）两种类型。面向连接的套接字系统调用时序如图4所示。字节流不按记录定界，在TCP/IP协议簇中对应TCP协议，它是一个提供给用户进程的可靠的全双工的面向连接的协议，大多数Internet应用程序如ftp、telnet使用TCP协议。图4 面向连接的套接字系统调用时序2.3 客户端/服务器端模型的设计原理客户端/服务器端模型（简称C/S模型）是一种网络模型，描述了一种网络程序运行的方式。它将网络应用程序分为客户端和服务器端两部分。客户端对服务器端发送信息请求，服务器端对其做出相应回答，提供服务。在TCP/IP网络应用中，多数网络应用程序是使用客户端/服务器端模型设计的。服务程序通常在一个众所周知的地址监听对服务的请求，也就是说，服务进程一直处于休眠状态，直到一个客户程序提出了请求信息。此时，服务程序被“惊醒”并且为客户提供服务，对客户的请求作出适当的反应。当建立服务器程序时，应该将服务器程序设计成等候客户的请求。我们知道，TCP传输层通过协议端口和应用程序（像服务器和客户）通信，也就是说，为了按收客户请求，服务器程序必须对传输层的一个特定协议端口进行侦听。当服务器配置socket接口时，它使用bind()函数让socket执行体登记一个协议端口。也就是说，程序告诉socket执行体使用哪个协议端口进行数据传送。Socket执行体接着告诉传输层某个特定协议端口已被使用，并将其收到的所有数据传送给Socket API。本系统采用C/S模型，使用从MFC类中的CAsyncSocket类的派生类进行实现底层通讯。服务器运行的流程为：服务器运行后，开启服务，则服务器开始侦听用户请求，如有客户端连接上首先，发送回确认信息，然后，建立一个线程，处理接受到的数据。在线程里，按照接受到数据的类别，进行相应的处理，如有需要，会向用户发送处理的结果，或成功或失败的消息，处理结束后，线程就结束了。这样，可以实时接受每个用户的请求，不会因为处理一个用户的请求，而忽略了其它用户。服务器端主要是为协调用户之间的通讯，服务器端的设计，主要在功能上面。客户端主要是界面的设计（除了底层通讯的以外），向服务器发送加入请求，然后等待服务器的响应。若有加入的其他客户端，则可与之进行通信。三、程序设计3.1程序主要类结构ATM终端和银行服务器端的程序主要类结构如图5所示： (a)ATM终端类结构 (b) 银行服务器端类结构图5 程序主要类结构用户输入的实现：ATM终端通过Edit控件，根据用户选择的操作，输入需要发送的命令或数据：包括登陆、查询、存钱、取钱、钱的数目、修改密码、取卡等。结果输出的实现：命令和数据在银行服务器端的CClientSocket类中处理，更新相关数据库，并将处理结果发送回ATM终端，同时将ATM终端的相关操作过程显示出来。数据的接收发送：通过ATM终端程序中的CUserSocket 类将需要发送的命令或数据封装成TCP包发送，通过银行服务器端的CClientSocket类接收TCP包，解析并将命令或数据进行相关操作。3.2 建立/关闭Socket3.2.1 建立Socket首先对服务器端和ATM终端建立Socket，服务器端创建监听套接字，准备接收连接，ATM终端建立创建套接字，请求连接到服务器，其源代码主要如下：（1）服务器端建立监听Socket（2）ATM终端建立Socket3.2.2 收发数据建立连接后，服务器端接收ATM终端发来的命令或数据，ATM终端发送命令或数据到服务器，等待服务器响应，其源代码主要如下：（1）服务器端接收数据：（2）ATM终端发送数据：3.2.3 关闭Socket数据收发完后，要关闭Socket，其源代码主要如下：（1）服务器端关闭套接字：（2）ATM终端关闭套接字：3.3 ATM终端操作和服务器端响应程序3.3.1 查询ATM终端操作选择“查询”时，向服务器端发出查询命令，服务器收到命令后做出相应的响应，源代码如下所示：（1）ATM终端“查询”操作代码：（2）服务器端响应“查询”代码：3.3.2 取款ATM终端操作选择“取款”时，向服务器端发出取款命令，服务器收到命令后做出相应的响应，源代码如下所示：（1）ATM终端“取款”操作代码：（2）服务器端响应“取款”代码：3.3.3 存款ATM终端操作选择“存款”时，向服务器端发出存款命令，服务器收到命令后做出相应的响应，源代码如下所示：（1）ATM终端“存款”操作代码：（2）服务器端响应“存款”代码：3.3.4 修改密码ATM终端操作选择“修改密码”时，向服务器端发出修改密码命令，服务器收到命令后做出相应的响应，源代码如下所示：（1）ATM终端“修改密码”操作代码：（2）服务器端响应“修改密码”代码：四、开发工具本实验所使用的开发工具是Microsoft Visual C+6.0。五、测试报告5.1 测试环境（1）硬件环境：CPU Intel T5670 1.80GHz ，内存2GB DDR3， 网卡 Intel 82562GT 10/100 Network Connection，网络接入带宽100MHz局域网接入；（2）软件环境：使用系统为Windows 7。5.2 测试方法和步骤5.2.1 服务器端（1）服务器端初始界面：（2）设置好端口号后，点击确定进入服务器界面：（3）用户数据库和服务器程序要保证在同一路径下，否则会导致程序运行结果出错。（4）当ATM终端机进行操作时，服务器界面会显示用户的相关操作：5.2.2 ATM终端（1）ATM终端初始界面：（2）设置好服务器地址和端口号后，点击确定进入ATM登陆界面：（3）输入正确的账号和对应的密码后，点击确认进入ATM操作界面：（目前只有两个账号：111111111和123456789；密码分别是222222和123456）（4）点击相应的操作按键，进入各操作子界面：（4）退出ATM终端后的界面：5.3 测试结果本系统运行情况良好，经过上述的测量方法和步骤进行测试，所有操作均正确响应，包括ATM基本功能：查询、存款、取款和修改密码，另外，登陆和退出界面也正确显示，各种提醒弹窗也在相应情况下弹出，没有任何误操作，证明本系统设计成功，达到预期的目的。六、软件开发总结6.1 软件开发的收获通过此次大实验我更加清晰的理解了TCP/IP协议簇的组成及实现方法，深入地理解了Socket编程的分类及实现方法，特别是对TCP协议有了一个全面的深入的了解，并实现了其在局域网络中的应用。同时，通过Microsoft Visual C+提供的MFC类库，实现了Socket类
