基于linuxqt的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手課設(shè)報告

1、編號： 嵌入式系統(tǒng)綜合開發(fā)實訓(xùn)(論文)說明書題 目： linux下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手 學(xué)院： 計算機科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 計算機科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生姓名： 孤狼 學(xué) 號： 1100310315 指導(dǎo)教師： 2014年12月19日摘要 本論文主要論述了整個課程設(shè)計linux下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的目標任務(wù)，以及完成目標任務(wù)的設(shè)計思路以及最終的解決方案和最終軟件實現(xiàn)效果。本文開篇引言介紹本軟件的開發(fā)背景，設(shè)計這個系統(tǒng)是建立在什么情況下的，以及本系統(tǒng)能處理現(xiàn)實中那些事務(wù)。在需求分析階段，主要考慮的是本系統(tǒng)具體要求能處理那些現(xiàn)實中哪些事務(wù)，有些什么功能，考慮系統(tǒng)的交互性，可行性以及使用哪個開發(fā)平臺。在總體設(shè)計中

2、，進行結(jié)構(gòu)分析與流程設(shè)計。在詳細設(shè)計中，介紹軟件設(shè)計中建立網(wǎng)絡(luò)連接的tcp_ip服務(wù)端與客戶端，數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，字符與十六進制的轉(zhuǎn)換顯示，定時重復(fù)發(fā)送，獲取文件數(shù)據(jù)發(fā)送和保存接受數(shù)據(jù)至文件以及接收發(fā)送字節(jié)數(shù)目的顯示。最后論述開發(fā)過程所遇問題和解決方法，軟件的測試過程，使用的關(guān)鍵技術(shù)和軟件特色，最終實現(xiàn)的功能效果。關(guān)鍵詞： linux、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手、tcp_ip、服務(wù)端、客戶端、發(fā)送、接收、udp目錄1.緒論11.1背景：11.2研究意義：12.軟件概述12.1軟件說明12.2功能目標13.軟件需求分析13.1問題描述13.2軟件的總體需求13.3軟件的詳細需求23.4使用環(huán)境23.5開發(fā)編程

3、環(huán)境及語言23.6可行性分析23.7軟件總體結(jié)構(gòu)目標要求34.軟件詳細設(shè)計34.1軟件總體結(jié)構(gòu)34.2總體設(shè)計流程圖44.3 tcp sener socket服務(wù)端設(shè)計54.4 tcp client socket客戶端設(shè)計54.5 udp設(shè)計54.6 字符與十六進制轉(zhuǎn)換顯示/發(fā)送設(shè)計54.7 定時發(fā)送設(shè)計54.8 接收數(shù)據(jù)保存到文件54.9 發(fā)送數(shù)據(jù)來源自文件54.10 發(fā)送和接受數(shù)據(jù)字節(jié)顯示54.11數(shù)據(jù)清零64.11停止接收數(shù)據(jù)65.軟件測試66 結(jié)束語76.1 總結(jié)76.2 展望8謝 辭9參考文獻10桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計（論文）報告用紙1.緒論1.1背景：隨著科技的蓬勃發(fā)展，嵌入式系

4、統(tǒng)也得到了空前的發(fā)展應(yīng)用，于此同時，很多嵌入式系統(tǒng)為了方便系統(tǒng)的調(diào)試以及適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與更高的用戶需求，需要連接網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)不僅可以作為一種嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試手段，也是嵌入式系統(tǒng)連接外界進行信息交流的一種手段。在嵌入式系統(tǒng)中，如今當屬linux發(fā)展的最好，應(yīng)用最多。linux是一套免費使用和自由傳播的類unix操作系統(tǒng)，是一個基于posix和unix的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多cpu的操作系統(tǒng)。它能運行主要的unix工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持32位和64位硬件。linux繼承了unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計思想，是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。1.2研究意義：基于linux頻繁的嵌

5、入式網(wǎng)絡(luò)編程開發(fā)，在測試調(diào)試編程階段，如果有一個好的工具用于調(diào)試，將會事半功倍。在windows上有很多tcp_ip的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，而在linux系統(tǒng)上卻幾乎沒有，為了方便linux上的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試開發(fā)，很有必要設(shè)計一個基于linux下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手軟件。2.軟件概述2.1軟件說明該軟件是一個基于linux系統(tǒng)下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試軟件，軟件用于linux嵌入式開發(fā)人員對tcp_ip udp等網(wǎng)絡(luò)配置進行調(diào)試測試，以便高效的的進行網(wǎng)絡(luò)的配置實用。軟件是要實現(xiàn)tcp_ip的服務(wù)端、tcp_ip客戶端，進行數(shù)據(jù)的收發(fā)顯示以便進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)試。2.2功能目標(1)能夠選擇tcp協(xié)議下的服務(wù)端和客戶端(2)能對本地ip

6、地址和端口號進行設(shè)置(3)接收區(qū)能選擇字符或十六進制顯示(4)接收數(shù)據(jù)可選擇文件保存(5)發(fā)送區(qū)能選擇發(fā)送字符串或十六進制(6)能設(shè)置時間間隔進行自動重復(fù)發(fā)送(7)發(fā)送數(shù)據(jù)可來源輸入框和文件(8)有發(fā)送和接收字節(jié)數(shù)顯示3.軟件需求分析3.1問題描述開發(fā)基于linux下的tcp客戶端和服務(wù)端可設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試軟件，并實現(xiàn)相關(guān)接收和發(fā)送的內(nèi)容。3.2軟件的總體需求實現(xiàn)tcp客戶端和服務(wù)端的配置連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，字符與十六進制的轉(zhuǎn)換顯示，定時重復(fù)發(fā)送，接收數(shù)據(jù)保存至文件與發(fā)送數(shù)據(jù)來源與文件，接收和發(fā)送字節(jié)數(shù)的計算顯示。3.3軟件的詳細需求(1)打開軟件后，能根據(jù)需求在下拉列表選擇協(xié)議下的服務(wù)

7、端tcp sener和客戶端tcp client，然后通過socket類進行網(wǎng)絡(luò)的鏈接，連接后一個作為客戶一個作為服務(wù)，進行相關(guān)的通信測試。(2)能在輸入框分別對本地ip地址和端口號進行輸入設(shè)置，有默認的設(shè)置。(3)接收區(qū)能通過一個checkbox勾選十六進制顯示，不勾選默認字符形式顯示(4)接收的數(shù)據(jù)可通過按鈕選擇保存到一個文件中，可以使新建或已有文件。(5)發(fā)送區(qū)能通過一個checkbox勾選十六進制發(fā)送，不勾選默認字符形式發(fā)送。(6)能通過輸入框設(shè)置時間間隔，勾選checkbox進行自動重復(fù)發(fā)送。(7)發(fā)送數(shù)據(jù)可來源輸入框和打開一個文件的數(shù)據(jù)進行發(fā)送。(8)通過lable進行發(fā)送和接收字

8、節(jié)數(shù)顯示。3.4使用環(huán)境 linux操作系統(tǒng)平臺，圖形界面。3.5開發(fā)編程環(huán)境及語言 開發(fā)環(huán)境：qt creator 4.7（linux環(huán)境）qt creator是跨平臺的 qt ide， qt creator 是 qt 被 nokia 收購后推出的一款新的輕量級集成開發(fā)環(huán)境（ide）。此 ide 能夠跨平臺運行，支持的系統(tǒng)包括 linux（32 位及 64 位）、mac os x 以及 windows。根據(jù)官方描述，qt creator 的設(shè)計目標是使開發(fā)人員能夠利用 qt 這個應(yīng)用程序框架更加快速及輕易的完成開發(fā)任務(wù)。使用語言：qt(c+)qt是一個1991年由奇趣科技開發(fā)的跨平臺圖形用戶

9、界面應(yīng)用程序開發(fā)框架。廣泛用于開發(fā)gui程序，這種情況下又被稱為部件工具箱。也可用于開發(fā)非gui程序，比如控制臺工具和服務(wù)器。它是digia公司的產(chǎn)品。qt使用標準的c+和特殊的代碼生成擴展（稱為元對象編譯器(meta object compiler, moc)）以及一些宏。通過語言綁定，其他的編程語言也可以使用qt。qt是自由且開放源代碼的軟件，在gnu較寬松公共許可證條款下發(fā)布。所有版本都支持廣泛的編譯器，包括gcc的c+編譯器和visual studio。3.6可行性分析 (1)經(jīng)濟可行性分析由于本軟件開發(fā)和運行所要求的硬件（計算機及相關(guān)硬件）和軟件環(huán)境linux系統(tǒng)和qt creato

10、r ide，市場上都容易購買到或從相關(guān)網(wǎng)站下載，軟件成本主要集中在本開發(fā)上，對用戶不造成過重的經(jīng)濟負擔。而一旦此軟件投入使用,不僅可以減少網(wǎng)絡(luò)配置調(diào)試的工作強度，提高工作效率，而且方便了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)，極大限度地方便網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員，而且，目標軟件不是很復(fù)雜，開發(fā)的周期較短，人員經(jīng)濟支出不大，所節(jié)省的大量人力、財力產(chǎn)生的效益將遠遠大于本系統(tǒng)的開發(fā)成本，所以從經(jīng)濟方面講開發(fā)此系統(tǒng)是可行的。  (2)技術(shù)可行性分析技術(shù)上的可行性分析要考慮現(xiàn)有技術(shù)條件能否順利完成開發(fā)工作及將來要采用的硬件和軟件技術(shù)能否滿足用戶提出的要求（如計算機的容量、速度等）。硬件方面目前的電腦是完全支持linux系統(tǒng)和q

11、t creator ide；開發(fā)技術(shù)上qt creator 4.7是一個圖形界面開發(fā)軟件，可開發(fā)圖形界面軟件；該開發(fā)軟件包含tcp相關(guān)的socket網(wǎng)絡(luò)連的類，直接聲明實例化對象即可連接網(wǎng)絡(luò)。因此，開發(fā)基于linux qt下的圖形界面網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手是可行的。(3)操作可行性分析圖形界面下的調(diào)試助手只需要選擇和輸入相關(guān)的簡單tcp參數(shù)，對收發(fā)進行一定的設(shè)置就可以連接使用，簡單方便。任何網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)人員或者網(wǎng)絡(luò)配置維護人員均可上手使用。 綜上所述，該基于linux下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手軟件的開發(fā)使用是完全可行的。3.7軟件總體結(jié)構(gòu)目標要求 本軟件需要滿足以下幾個設(shè)計目標。 （1）實用性原則：真正

12、為用戶的實際工作服務(wù)，按照網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)人員和網(wǎng)絡(luò)配置維護人員的網(wǎng)絡(luò)測試需求，設(shè)計出使用的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試軟件。 （2）可靠性原則：必須為使用者提供可靠的網(wǎng)絡(luò)連接與相關(guān)穩(wěn)定的服務(wù)。 （3）友好性原則：本軟件是方便網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)人員或網(wǎng)絡(luò)配置維護人員的調(diào)試測試用，所以操作上要求簡單、方便、快捷，便于用戶使用。（4） 可擴展性原則：采用開發(fā)的標準和接口，便于軟件向更大的規(guī)模和功能擴展。4.軟件詳細設(shè)計4.1軟件總體結(jié)構(gòu)本軟件具有很多功能模塊，包括很多功能函數(shù)，各模塊之間，各功能函數(shù)之間具有緊密的聯(lián)系；比如數(shù)據(jù)顯示及發(fā)送需要建立在網(wǎng)絡(luò)的連接上，不然就沒有意義；定時重復(fù)發(fā)送需要與定時間隔輸入和

13、發(fā)送輸入框相關(guān)；此外各種數(shù)據(jù)的類型必須有明確的定義?？傮w設(shè)計分為以下部分：(1) tcp協(xié)議下的服務(wù)端（包括端口和ip的設(shè)置）(2) tcp協(xié)議下的客戶端（3）udp協(xié)議(4)接收區(qū)（不同進制顯示、停止接收、保存至文件）(5)發(fā)送區(qū)（不同進制發(fā)送、定時發(fā)送、從文件取數(shù)據(jù)） (6)有發(fā)送和接收字節(jié)數(shù)顯示4.2總體設(shè)計流程圖4.3 tcp sener socket服務(wù)端設(shè)計本軟件采用socket進行通信，通常也稱作"套接字"，應(yīng)用程序通常通過"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請求。socket的類型有三種：流式socket（sock_stream）、數(shù)據(jù)報

14、socket（sock_dgram）、原始socket。流式socket提供可靠的、面向連接的通信流；它使用tcp協(xié)議，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和順序性。數(shù)據(jù)報socket定義了一種無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互獨立的報文進行傳輸，是無序的，并且不保證是可靠、無差錯的。它使用數(shù)據(jù)報協(xié)議udp。（3）原始socket允許對底層協(xié)議如ip或 icmp進行直接訪問，它功能強大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。 4.3.1 tcp sener socket設(shè)計監(jiān)聽客戶端連接請求 listen(qhostaddress:any,port);新建tcpserversocket類繼承于監(jiān)聽數(shù)據(jù)接收和斷開

15、連接emit disconnected(this->socketdescriptor ();server類包含tcpserversocket類的對象tcpserversocket *tcpserversocket = new tcpserversocket(this);服務(wù)端啟動，監(jiān)聽指定端口 server = new server(this,ui->port_lineedit->text().toint();4.3.2服務(wù)端數(shù)據(jù)發(fā)送 調(diào)用wirte函數(shù)進行數(shù)據(jù)發(fā)送。 4.3.3服務(wù)端數(shù)據(jù)接受 監(jiān)聽readlady進行數(shù)據(jù)的接收監(jiān)聽。4.4 tcp client socket

16、客戶端設(shè)計 4.4.1客戶端啟動連接 實例化一個新的socket，請求連接服務(wù)器。接收發(fā)送與服務(wù)端相似。4.5 udp設(shè)計 4.5.1udp socket啟動 實例化新的連接對象：udpsocket = new qudpsocket(this);連接：udpsocket->bind(ui->port_lineedit->text().toint(), qudpsocket:shareaddress)4.6 字符與十六進制轉(zhuǎn)換顯示/發(fā)送設(shè)計利用單選框?qū)κM制選擇，獲得標記，編寫字符轉(zhuǎn)十六進制的轉(zhuǎn)化函數(shù)，用于接收顯示及發(fā)送；編寫十六進制轉(zhuǎn)字符函數(shù)，用于來回切換。4.7 定時發(fā)送

17、設(shè)計1）定時器線程的啟動與關(guān)閉2）定時器到時中斷服務(wù)3）定時發(fā)送信號與發(fā)送槽連接4.8 接收數(shù)據(jù)保存到文件4.9 發(fā)送數(shù)據(jù)來源自文件4.10 發(fā)送和接受數(shù)據(jù)字節(jié)顯示在全局定義字節(jié)數(shù)變量，并將字節(jié)數(shù)初始化為0，在發(fā)送及接收函數(shù)內(nèi)部累加當前接收字節(jié)數(shù)計算發(fā)送接收字節(jié)數(shù)和顯示。4.11數(shù)據(jù)清零當清零按鈕clear，按下之后，在其相應(yīng)函數(shù)下對接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)清零，同時接收長度發(fā)送長度顯示為0。4.11停止接收數(shù)據(jù)停止接收主要是同個單選框獲得停止接收選擇標記，然后判斷該標記，如果選擇了停止接收，則數(shù)據(jù)接收函數(shù)判斷是否接收處理顯示。5.軟件測試系統(tǒng)測試是驗證系統(tǒng)正確性的關(guān)鍵，采用不同的數(shù)據(jù)可以達到不同

18、測試效果，同時測試不同的功能可以完善測試。以下將從左右滑屏、ping網(wǎng)測試、發(fā)送用戶自定義消息來對系統(tǒng)進行測試。5.2問題2：udp連接本機ip時，不能連接發(fā)送到對方，只能發(fā)送到自己的接收端。測試如下，實現(xiàn)預(yù)期效果。5.1服務(wù)器端數(shù)據(jù)接收發(fā)送： 5.2客戶端數(shù)據(jù)接收發(fā)送：6 結(jié)束語6.1 總結(jié) 以實現(xiàn)基于linux下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，在設(shè)計功能考慮了各方面的需求，基本上符合一個小型的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的開發(fā)要求，但這僅是一個小小的軟件，還有很多方面需要完善，希望在以后的學(xué)習(xí)中能夠提升。基本完成課程設(shè)計題目要求。 式系統(tǒng)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)加上這兩周老師的指導(dǎo)，我對設(shè)計一個嵌入式軟件有了一個比較系統(tǒng)的概念，知道了

19、什么階段該做需求分析，什么時候總體設(shè)計，什么時候詳細設(shè)計以及實現(xiàn)和測試。知道了在拿到一個待要解決的問題時，不是馬上著手寫程序，而是在先完成需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計的基礎(chǔ)上再考慮實現(xiàn)。 星期的課程設(shè)計，剛開始時有點混亂，但基于qt的綜合實驗設(shè)計，有了一定的基礎(chǔ)，能夠有一個較好的輪廓，做起來也方便。設(shè)計中，我對網(wǎng)絡(luò)連接及相關(guān)知識有了更深的理解，把理論聯(lián)系實際結(jié)合起來，使理論知識得到了應(yīng)用，同時自己也掌握了知識，同時不懂得能及時的和老師同學(xué)溝通，加上自己的親手設(shè)計，使得自己的應(yīng)用軟件更加的熟練，印象更加的深刻，真正的理解所學(xué)的知識。 ux下的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的設(shè)計過程中，我搜尋了比較多的資料，以期望達到更好的標準，使軟件更完善，但由于技術(shù)的不足，設(shè)計出來的軟件比較簡單，只實現(xiàn)了基本的需求功能，沒能進行很好的拓展。這次的課設(shè)是一次