Linux系統(tǒng)下基于QT的局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)

摘要：主要介紹在Linux系統(tǒng)下實現(xiàn)一個局域網(wǎng)的聊天軟件。系統(tǒng)采用C語音編寫，QT界面開發(fā)工具開發(fā)，適用于不同架構的CPU；在對比分析了TCP協(xié)議和UDP協(xié)議后，選擇TCP方式進行連接，實現(xiàn)信息的傳輸。

關鍵詞：QT；傳輸控制協(xié)議；用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 22-0000-02

Linux操作系統(tǒng)具有良好的可移植性，豐富的網(wǎng)絡功能，多用戶多任務等優(yōu)點，運用領域非常廣泛，主要有通信、信息、工業(yè)控制等。在這個信息化的時代，人與人的溝通越來越注重時效性，本文所設計的聊天系統(tǒng)能使在同一局域網(wǎng)下的各用戶端實現(xiàn)實時通信，由于越來越多的企業(yè)在其內部使用局域網(wǎng)來進行工作，使得系統(tǒng)具有一定的工業(yè)價值和現(xiàn)實意義。本文在QT/Embedded的基礎上，開發(fā)了面向應用層的局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)，可實現(xiàn)登陸，點對多廣播式群聊，點對點聊天等功能。

1 QT技術

QT是Trolltech公司的一個標志性產品。QT是一個支持多操作系統(tǒng)平臺的應用程序開發(fā)框架，它的開發(fā)語言是C++。[1]

本文是利用QT的信號與槽機制設計與實現(xiàn)的。信號/槽機制是一種全新且可選的應用于對象間的通信機制，不同于以往的回調函數(shù)對消息處理函數(shù)有很強的依賴性并且不是類型安全的。信號/槽機制是QT的核心機制，可以使用任意數(shù)量、任何類型的參數(shù)應用于對象之間的通信。信號（signal）在特定事件發(fā)生時就會發(fā)出，槽（slot）是普通的成員函數(shù)，用connect（）函數(shù)把插槽和信號連接起來。[2]每個信號和槽都對應一個簽名當發(fā)出一個信號，發(fā)射信號的對象不需要知道具體哪個槽接收信號，系統(tǒng)將會立即找到與該信號簽名相匹配的槽簽名，并將信號和槽相連接。

2 通信協(xié)議

TCP/IP協(xié)議將經(jīng)典的OSI7協(xié)議模型簡化為4層：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層和網(wǎng)絡接口層。[3]本系統(tǒng)主要實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的傳輸，所以主要運用傳輸層的TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。

2.1 TCP協(xié)議

TCP協(xié)議即傳輸控制協(xié)議，是面向連接的傳輸層通信協(xié)議，提供端到端，全雙工通信。TCP在發(fā)送數(shù)據(jù)前通過三次握手初始化，建立虛連接。TCP協(xié)議在傳輸數(shù)據(jù)時在每一個被傳送的數(shù)據(jù)上都加上序號以保證接收端按順序接收，另外接收端每收到一個數(shù)據(jù)，就像發(fā)送端返回一個與序號對應的確認號，這就保證了通信的可靠性。

2.2 UDP協(xié)議

UDP協(xié)議即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是傳輸層另一個重要的傳輸協(xié)議，主要作用就是將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量壓縮成數(shù)據(jù)報的形式。UDP協(xié)議是一個無連接的協(xié)議，發(fā)送端一次發(fā)送一個應用層交來的報文，不管報文的長度；接收端除去報文首部后一次性將IP層交來的報文交付給應用層。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失，UDP協(xié)議不會做出任何檢測或提示。

由于不同協(xié)議的地址格式不同、端口分配互相獨立、工作方式不同，所以網(wǎng)絡進程通信時，必須在眾多的協(xié)議中作出選擇。[4]對比以上TCP協(xié)議與UDP協(xié)議的特點，TCP協(xié)議具有高可靠性等特點，本文選擇了TCP協(xié)議傳輸聊天信息。

2.3 socket

在進行數(shù)據(jù)傳輸時，會出現(xiàn)同時為多個應用程序進程提供并發(fā)服務的情況。Socket就是系統(tǒng)提供的用于區(qū)別不同應用程序進程和連接的通信機制。在Linux系統(tǒng)中的網(wǎng)絡編程就是通過socket接口來進行的，通過它能實現(xiàn)進程之間的數(shù)據(jù)通信。

3 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

3.1 連接模塊

不同客戶端上的用戶想要進行通信，必須先通過IP和端口號連接已經(jīng)啟動的服務器。本文采用客戶機/服務器模式，再分別屬于不同部門的不同平臺的計算機上分別開發(fā)負責偵聽的socket服務器和負責連接的socket客戶端。[5]在客戶端創(chuàng)建一個socket套接字用來和服務器進行通信，本文選用QT中QAbstractSocket類的connectToHost函數(shù)來實現(xiàn)此功能。

3.2 用戶注冊模塊

用戶在注冊賬號時通常有兩種可能：注冊成功或者賬號已存在，注冊失敗。在客戶端，填入所需注冊的賬號和密碼，點擊“注冊”鍵后，產生一個信號與槽機制，在槽函數(shù)中通過clicked（）信號將賬號和密碼發(fā)送給服務器。在服務器端，將客戶端發(fā)送來的數(shù)據(jù)進行語法分析，打開用戶管理文件usr_manage.dbo，在該文件中查找賬號是否被注冊過并返回相應函數(shù)給客戶端。

3.3 用戶登錄模塊

用戶登錄服務器時也會有兩種可能：登陸成功或者因輸入賬號已登錄，密碼錯誤，賬號不存在使得登錄失敗。在客戶端，點擊“登錄”按鍵后，已輸入的賬號和密碼會通過denglu（）函數(shù)發(fā)送給服務器。在服務器端，接收到客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)后進入登錄函數(shù)uselogin（）函數(shù)，打開用戶管理文件usr_manage.dbo，在該文件中判斷賬號和密碼是否正確。

3.4 聊天模塊

在聊天模塊中分群聊和私聊兩種模式。

群聊需選擇“群聊”按鍵進入槽處理函數(shù)qunliao（），客戶端就將用戶在聊天框輸入的內容發(fā)送給服務器。服務器接收到的數(shù)據(jù)后判斷是群聊還是私聊，再將數(shù)據(jù)轉發(fā)給所有在線用戶。

用戶在點擊“私聊”按鍵前先選擇私聊對象，進入槽處理函數(shù)opensiliao（）設置參數(shù)，然后進入點擊聊天對象函數(shù)，將已點擊了對象的用戶名記錄下來，最后將這些數(shù)據(jù)發(fā)給服務器端。服務器端接到客戶端的數(shù)據(jù)后，進入語法分析程序判斷是客戶端要進行群聊還是私聊，從而進入私聊處理程序，將私聊對象的名字提出來，把聊天的內容發(fā)給了他。

4 總結

本文通過分析網(wǎng)絡聊天系統(tǒng)，講述了QT、TCP/IP、UDP、Socket網(wǎng)絡套接字等技術的工作原理與應用，闡述了局域網(wǎng)聊天系統(tǒng)的開發(fā)流程和模塊設計。本系統(tǒng)界面美觀友好，易操作，實現(xiàn)了與用戶的良好交互性，不僅可以實現(xiàn)本地局域網(wǎng)聊天還可以運用到互聯(lián)網(wǎng)上。

參考文獻：

[1]謝川.嵌入式Liunx開發(fā)基礎[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[2]陳周國，王勝銀，付國晴，鄧赟.基于Linux QT技術的遠程監(jiān)控GUI設計[J].通信技術，2009，42（12）：234-236.

[3]趙祖龍.基于Qt/Embedded的嵌入式跨平臺聊天系統(tǒng)設計[J].信息技術，2010（12）：144-147.

[4]何進，謝松巍.基于Socket的TCP/IP網(wǎng)絡通訊模式研究[J].計算機應用研究，2001，18（8）.

[5]李揚，耿昌宇，張麗芬.基于socket通訊模式下的跨平臺數(shù)據(jù)平臺[J].北京理工大學學報，2002，22（1）：81-84.