局域网通信工具LJ

1. LJ简介

LJ类似于飞秋，使用Python + PyQt开发，有一个主界面和对话框，在主界面可以显示局域网内的在线主机，切换网卡等，在对话框可以进行一对一聊天和文件传输。主要包括功能包括：

• 自动扫描在线主机，动态显示在好友列表；
• 对于多网卡主机，可以自由切换网卡；
• 文字聊天；
• 文件传输；
• 支持多会话；

2.系统设计

2.1.主构架

1）程序界面使用qt设计师设计，保存为ui文件，使用pyuic4命令生成对应的python脚本。总共使用的两个界面，一个主界面，包含在线主机列表、网卡信息等主要信息；另一个是聊天对话框，可以进行简单的文字聊天和文件传输。

2）获取本机网卡列表。使用windows的‘ipconfig /all’命令获取网卡详细信息，解析出‘本地连接’、‘无线局域网’和‘VMnet’（方便测试）对应的适配器信息。本工具会按‘本地连接’、‘无线局 域网’的优先级确定一个默认的网卡。在确定使用本地哪个网卡之后，获取其IP和mask，计算出广播地址broadcast_addr.

3）建立一个消息接收线程，它在控制端口6999循环接收消息，根据不同的命令做出不同的动作，详细介绍参见下面第2节。

4） 建立一个广播消息发送线程，它每15s向端口6999发送一次广播数据包。

5）“在线主机列表”显示局域网中运行着该程序的机器IP和主机名，双击“在线主机列表”中某一项，可打开对话，进行文字聊天和文件传输。

2.2.接收控制命令

• 控制命令设计了3个：‘Alive’、‘Down’和‘SESSION’.
• ‘Alive’：不断向局域网发送的广播包，表明自己在线；
• ‘Down’：本地下线时，向局域网发送的广播包，表明自己下线；
• ‘SESSION’：建立会话时

2.3.聊天和文件传输对话框

如果Host-A向Host-B发送消息或文件，如果还没有建立会话，那么先进行如下过程建立一个会话，建立会话的目的是使双方知道对方接收信息的端口recv_port，建立会话的过程如下图所示。

会话建立过程模仿TCP会话3次握手建立连接过程。 Host-A首先创建一个新的a-socket，此socket以后用于Host-A接收数据报 的端口，它向Host-B的控制端口发送‘SESSION’命令，表示想建立会话，如果Host-B接受建立会话请求，Host-B就打开对话框，创建一 个b-socket，用b-socket向a-socket发送‘ACCEPT SESSION’应答，表示接受建立会话请求，a-socket收到肯定应答后，向b-socket发送一个确认‘ESTABLISHED’。至此，双方 都知道了对方用于接收消息的端口，会话建立成功。

发送文字消息比较简单，下面说一下文件传输的交互过程。发送方A新建一个线程来发送文件，在线程中建立一个临时的套接字sfscok，它首先向接收 方B发送“FILE\r\n”命令，表示即将发送一个文件，紧接着发送文件名FileName，如果接收方B接收此文件，B会通过选中对话框右侧的文件列 表中的文件，然后点击接收文件，这时，接收方B会新建一个线程用来接收文件，在线程中建立一个套接字rfsock，rfsock向sfsock发送 ‘ACC’应答表示同意接收文件。然后发送方A打开文件FileName，为防止文件过大，A每次读取并发送1KB大小的文件内容；考虑到接收速率可能小 于发送速率，以及接收缓冲区的问题，B每接收到一个报文，就发送一个‘RECV_OK’的确认。发送完成A会向B发送一个‘FILE END\r\n’字符串表明文件发送完成。

#3.问题&解决方法

1. 发送中文失败 UnicodeEncodeError: ‘ascii’ codec can’t encode characters in position 解决办法： 这是python 字符集的问题，在文件前加两句话： reload(sys) sys.setdefaultencoding( “utf-8″ )
2. 发送大文件失败 没有考虑发送和接收速率不匹配的问题，导致发送大文件时，接收的比较少。 解决办法： 每次发送不超过1KB大小的内容，接收端收到后发送一个“RECV_OK”的确认，发送端收到确认后继续发送
3. 窗口重新打开问题 A、B双方正在进行会话，A关闭窗口，再重新打开，这时怎么建立这个会话，因为A关闭对话框时已经销毁了会话信息。 解决办法： 每个程序维护一个正在打开的窗口列表，并保存相关的会话信息，如(remote_ip，remote_port).
4. 对话框重复打开问题 对话窗口打开的四种情况 1）没有打开，对方请求对话 2）没有打开，本地用户双击开启对话 3）已经打开，本地用户又双击打开 4）已经打开，对方请求对话 针对情形3），用一个列表保存正在运行的对话框，忽略重复请求 针对情形4），更新一下remote_port, 并把local_port发送给对方
5. 第一次发送信息等待问题 会话发起方第一次发送消息时，在未得到对方确认前，处理阻塞状态，由于使用了socket.recvfrom函数，一直阻塞等待响应，而不把发送信息放到历史信息框中。 解决办法： 使用线程来建立会话，但此时会出现第一发送的消息对方收不到的情况，原因是建立新的线程后，原程序继续向下执行，等会话建立后，父线程可能已经结束了，所以要在t.start()后加上t.join()来阻塞父线程。
6. 新消息提醒 本实验使用弹出对话框的方式来提醒用户有人发来消息或文件。曾考虑过加入系统托盘图标来美化程序，用托盘图标弹出气泡信息来通知用户有人发来新消息（类似于QQ的消息通知），但是win7下气泡信息就是不出来，而在xp下可以正常弹出。