基于C#实现（WinForm）P2P聊天小程序-EW帮帮网

计算机网络大作业-P2P聊天小程序

一、功能介绍

1.1 登录

用户凭用户名和密码登录系统，可以更换服务器 IP 和端口，以防网络不畅通，连接服务器有 3 秒的超时时延。

1.2 查询好友是否在线，添加好友/接受好友请求

用户可以通过好友学号添加好友，如果好友在线，发出好友请求，对方可以选择接受或拒绝好友请求。

1.3 与好友文字聊天

添加好友后，可双击好友名打开聊天窗口，与好友进行文字聊天。

1.4 文件传输

在聊天窗口，用户可以向好友发送文件，好友收到文件名和大小后决定是否接收。

1.5 多人文字聊天

用户可以选择多个用户发起群聊，成为群主。群聊窗口打开后，群成员们可以多人聊天

1.5.1 文件分发

在群聊窗口中，每个群成员都可以上传文件，群成员上传的文件信息展示在群文件列表中。每个群成员都可以在群文件列表中双击下载文件。

1.5.2 UDP 协议通信

完成了使用 UDP 协议的文字聊天功能，这个功能的实现是在一个单独的工程中，因为如果两个客户端使用不同的协议，则二者不能通信，所以一个工程中最好使用统一的通信协议。

1.6 设计模拟服务器

为了调试的方便，我设计了模拟服务器（助教在课程群里说这可以作为选做之一）。

模拟服务器能完成助教提供服务器的所以功能，同时在 UI 界面显示收到的消息。

二、通信设计

2.1 与服务器的通信

2.2 添加好友

每个客户端都需要设置一个好友请求的监听端口（异步监听与异步接收），当监听并收到到好友请求时，用户选择是否接收好友请求，根据用户的选择向对方的好友请求监听端口发送回应。

2.3 单人聊天

每个客户端都需要设置一个聊天请求的监听端口（异步监听与异步接收）。

在用户双击好友名时，会向对方的聊天请求监听端口发送聊天请求。当客户端聊天请求的监听端口接收到连接时，马上向对方发送自己另一个可用的端口号，并在这个端口号开启监听，对方便会向这个端口号发起连接。

双方在新的端口连接成功后，创建聊天窗口，并传入这个 TCP 连接，双方之后的通信（异步接收与发送）都在这个 TCP 连接内完成。

2.4 发起群聊

每个客户端都需要设置一个群聊请求的监听端口（异步监听与异步接收）。

当用户选择多个好友并点击“发起群聊”按钮时，会向所选的每个好友的群聊监听端口发送群聊请求。

当客户端群聊请求的监听端口接收到连接时，马上向对方发送自己另一个可用的端口号，并在这个端口号开启监听，群聊发起方便会向这个端口号发起连接。

2.5 群聊

在群聊过程中，为了保证群主的权限，以及避免冗余的传输，群主将承担消息中转站的作用。每个人的消息将发送给群主，群主再将这些消息发送给除发送人以外的每个群成员。文件的信息（包括文件名和文件大小）会像文字消息一样分发，但文件内容会存储在群主本地，当有用户请求文件时向其发送。

2.6 UDP 文字聊天

UDP 文字聊天中，有单独的接收线程，如果接收到一条消息，则向对方发送 ack n；如果接收到 ack k，则记录下来。

当发送消息 n 时，开启 5 秒的定时器 n，如果定时器 n 当时，还没有收到 ack n，则向用户提示并重新发送。

2.7 模拟服务器

模拟服务器的设计采用了经典的服务器监听设计，服务器在端口8000进行监听，当有客户端发送消息时开辟一个新的线程对其内容进行处理并回复。

三、通信协议

3.1 添加好友

在添加好友的端口，由于接收方有拒绝接收好友请求的功能，所以需要一个通信协议。双方消息类型有三类：添加好友请求、接受好友请求、拒绝好友请求。message 为消息内容。

消息类型	message
添加好友请求	‘_f’+ 对方用户名
接受好友请求	‘_y’+ 对方用户名
拒绝好友请求	‘_n’+ 对方用户名

3.2 单人聊天

单人聊天时，双方之间发送的消息可能有三类：文字消息、文件内容、文件名。

将一方收到的字节流设为 message，采用下面的通信协议：

消息类型	message[0]	message[1:end]
文字消息	1	文字（string）
文件内容	2	文件内容（bytes）
文件名	3	文件名（string）

3.3 群聊

群聊的情况比较复杂，群聊中分两种用户：群主与群成员。

群主从群成员处收到的消息有 5 种，设群主收到的字节流为 message，采用下面的通信协议：

消息类型	message[0]	message[1:end]
文字消息	0	文字（string）
文件内容	2	文件内容（bytes）
文件长度和文件名	3	文件长度（string）+”_”+ 文件名（string）
用户退出消息	4	“q”（string）
请求文件	5	文件长度（string）+”_”+ 文件名（string）

群主需要向群成员发送几种消息，包括聊天信息（某位成员发送的信息）、群成员名（群聊刚建立以及有成员退出群聊时，群主向每位成员发送全部成员名）、文件内容（当群成员向群主申请文件时，群主向该成员发送文件内容）、文件信息（当群里有其他成员上传文件时，群主向大家发送文件信息）、群组解散、没有找到文件（群主没有找到成员申请的文件）。

设群成员收到的字节流为 message，采用下面的通信协议：

消息类型	message[0]	message[1:end]
文字消息	0	作者名（string）+“_”+ 消息内容（string）
成员名	1	所有成员名（string）拼接，群主名在第一个。
文件内容	2	文件内容（bytes）
文件消息	3	文件长度（string）+“”+ 上传者名字（string） +””+ 文件名（string）
群组解散	4	“q”
没有找到文件	5

四、界面设计

本项目的界面包括客户端和模拟服务器两大部分，客户端包括登录界面、好友列表界面、聊天窗口和群聊窗口。

4.1 客户端

在登录界面、用户可输入用户名、密码、服务器 IP 和端口。这些都有默认值，用户只需进行修改。

在好友列表界面，用户可实现添加好友、发起聊天、发起群聊功能。用户添加的好友会显示在好友列表，用户双击好友名发起聊天。用户在好友列表单击选中若干好友，点“发起群聊”按钮发起群聊。

在聊天窗口，用户可输入并发送文字信息，也可以向对方发送文件。

在群聊窗口，用户可以输入文字信息和上传文件。用户上传的文件显示在群里所有人的文件列表内，每个人都可以双击某文件来下载。

4.2 模拟服务器