短信网关设计方案报告.doc

项目设计汇报 上海易嵌 项目名称： 短信收发系统设计 项目责任人： 汤汝 项目时间： 组员： 邵林、陈阳、余刚 目录概要设计部分3一、设计需求3用户端要求3服务端要求3限制性需求4项目分配情况4二、体统总体结构图5三、模块介绍51.服务器52. 协议层83. 应用层模块11具体设计部分13一、 服务器设计和分析（责任人：余刚）13服务器应用层输入输出13模块功效函数13二、协议层设计和分析（责任人：汤汝）211.用户端注册模块212.用户端数据处理模块：253.用户端打包解包模块284.服务端收发模块29三、应用层设计和分析（责任人：邵林、陈阳）321. 各函数模块介绍321.1短信设置模块321.2短信编辑模块351.3短信操作模块361.4保留模块392. 视图模块正确构建422.1已发件箱422.2 初稿箱模块432.3 写信箱442.4 发件箱模块452.5 收件箱模块452.6 短信设置模块462.7 自定义文件夹模块47概要设计部分一、设计需求使用TCP/IP协议模拟GSM协议设计短信收发系统。用户端要求1. 用户端第一界面为写短信，收件箱，发件箱，已发件箱，初稿箱，短信设置。用户可自定义文件夹。2. 写短信界面进入后需要输入收件人和短信内容，收件人能够从电话本模块中选择，也能够直接输入号码，如输入号码和电话本中存在统计匹配，需直接显示为电话本中姓名，输入完成后可进行发送操作或存入初稿箱。3. 收件箱中存放从网络端收到短信，收件箱中短信根据接收时间排序，未读短信需要被标识。对收件箱操作包含删除短信（包含单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量，按发件人排序。单独对每个短信条目标操作包含删除，回复，转发，查看信息详情，将发件人保留至电话本，将短信内容中号码保留至电话本，将短信条目移至自定义文件夹。4. 发件箱中保留正在发送中短信，如发送成功，则短信转存至已发件箱中。如发送失败，则短信仍保留在发件箱中。对发件箱操作包含删除短信（包含单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量。单独对每个短信条目标操作包含删除，转发，发送。5. 已发件箱中保留发送成功短信，对已发件箱操作包含删除短信（包含单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量，按收件人排序。单独对每个短信条目标操作包含删除，转发，查看信息详情，将收件人保留至电话本。6. 初稿箱存放短信编辑初稿，对初稿箱操作包含删除短信（包含单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量。单独对每个短信条目标操作包含删除，发送。7. 自定义文件夹由用户定义，用户可定义自定义文件夹名称。对自定义文件夹操作包含删除文件夹，删除短信（包含单条删除，多条删除和全部删除），显示短信数量。对单条短信操作同收件箱。用户可定义多个自定义文件夹。8. 短信设置中条目项为 是否匿名发送，目前容量显示，自定义文件夹管理，是否开启发送汇报，短消息服务中心设置，信息使用期，短信黑名单功效。自定义文件夹管理包含创建自定义文件夹，重命名自定义文件夹，删除自定义文件夹。服务端要求服务器端需实现接收，存放和转发三种基础功效。另需依据SMS协议标准实现延时发送，定时发送，匿名发送，短信屏蔽功效。服务器端需开启守护进程。短信服务器：A、提供用户管理表B、提供短信发送日志并通知是否抵达用户手机C、提供短信接收日志并响应用户端程序连接请求D、短信内容服务可关键分为点播和订阅两张，点播类型随机发生，用户需要该信息临时点播，为一次性服务，订阅信息由用户定制订阅关系，服务方按时向全部订阅者发送一样信息E、手机用户在申请使用服务方所提供信息服务前，需要注册。注册中要对手机用户进行验证，验证经过后注册成功限制性需求1 短信字符编码要求依据SMS协议实现。2 用户端电话本条数最大200条。用户端短信最大条目数为300条。最大条目数指全部短信文件夹内包含条目数总量。服务器端存放容量不做限制。四 安全性及可靠性需求1 要求网络传输非明码传输，并确保网络传输数据之可靠性。2 要求服务器端稳定安全。3 要求用户端存放安全。项目分配情况责任人任务备注汤汝总体设计汇报，协议层设计汇报，和实现和调试，应用层电话簿功效实现。确保协议层实现，负责审核各个模块设计，提供参考性意见。余刚服务器设计汇报，服务器实现和调试。确保服务器稳定安全。陈阳、邵林应用层设计汇报，应用层实现和调试。良好界面控制，程序稳定和安全。全体组员对项目进行综合性调试和测试。确保实现基础功效前提下进行版本升级。二、体统总体结构图三、模块介绍1.服务器责任人：余刚服务器设计为多线程程序，每次用户注册后创建线程为其提供服务。每次用户退出结束结束服务线程。服务器运行开启守护进程，负责写日志和清理到期发送失败短信。其响应步骤图以下：每次用户开机时全部和服务端建立连接，检验服器失败队列中是否有自己消息。服务器收到后保留该用户id号到数组中，并统计总个数。当用户关机后，服务器和她断开连接，删除数组中id号，并个数减一。线程接收短信包后提取目标地址，分析目标地址，设置源地址，转发；线程处理步骤以下：接收模块：当用户发送信息报时，服务器接收并保留。解析模块：将信息报信息解析出来（包含目标地址，源地址，大小，内容）存入结构体中。发送模块：将结构体发送到目标地址。提供短信发送日志并通知是否抵达用户手机发送失败分析：1. 若对方手机未开机，则服务器保留消息，等候用户开机后再发送。2. 若是网络问题则重新发送，并确定是否接收成功。服务器数据结构：Struct list_fail_pack *head /失败队列头节点(全局)#define total 100 /服务器能接收用户端个数int count 统计目前连接用户个数Struct clientInt client_fd;/套接字描述符Char number12;/电话号码Pthread_t thread_id;/线程IDStruct client *next; /用户连接时发送给服务器结构体，统计用户信息Struct list_headStruct list_head *prev;Struct list_head *next;Struct fail_packStruct client_send_pack tmp;Struct time timestamp;/发送失败后保留结构体Struct list_fail_packStruct List_head list_h；Struct fail_pack f_pack；/建立失败内容链表2. 协议层协议层分为用户端和服务器两种；总共有两个线程，其中接收线程一直存在系统中阻塞读取端口信息，接收到信息后解压解密后发送给应用层。发送线程由用户调用接口函数后开启发送线程，取得发送内容后压缩加密后再打包，发送至服务端。Struct client_send_pdu_head/用户发送数据包头部Unsigned char sca13;Unsigned char pdu_type;Unsigned char mr;Unsigned char da_len;/目标地址长度Unsigned char da_type;Unsigned char da11;/目标地址Unsigned char pid;Unsigned char dcs;Unsigned char vp;Unsigned char udl;/用户数据长度;Struct client_recv_pdu_head/用户接收数据包头部Unsigned char sca13;Unsigned char pdu_type;Unsigned char oa_len;/源地址长度Unsigned char oa_typeUnsigned char oa11;/源地址Unsigned char pid; Unsigned char dcs; Unsigned char scts7;Unsigned char udl;/用户数据长度;Struct client_send_pdu/用户端发送数据包 Struct client_send_pdu_head head;Char buffer140;；Struct client_recv_pdu/用户端接收数据包Sturct client_recv_pdu_head head;Char buffer140;；协议层模块图：用户端协议层：服务端协议层：服务器协议需要修改数据包头部信息，在将发送用户填充到源地址里去；用户端协议层接口：/*应用层发送接口*/Unsigned int app_send(const char *app_buf, size_t buf_len,const char *number);/*应用层接收接口*/Unsigned int app_recv(char *app_buf,size_t buf_len,char *number);服务器协议层接口：/*服务器发送接口*/Unsigned int ser_send(int dest_sockfd, struct client_recv_pdu *temp, size_t temp_size，const char *src_number);/*服务器接收接口*/Unsigned int ser_recv(int src_sockfd, struct client_send_pdu *temp, size_t temp_size);3. 应用层模块短信系统设计短信应用层概要步骤图。应用层包含收件箱、写短信、发件箱、初稿箱、已发件箱、短信设置和私密信箱（自定义文件夹）七大功效，每个功效有各自子功效。应用层经过两个进程进行短信收发及其它信息传输。应用层将短信信息及多种标志传输给协议层，协议层经过处剪发送给服务器，服务器经过处理后发送到指定用户端，经协议解析后发送给应用层。应用层读取信息并显示给用户。 应用层运行设计：应用程序由系统开机时开启协议层进程，短信进程和电话簿进程；其中开启协议层进程时注册用户到服务器；和服务器建立连接；短信进程中建立接收线程，阻塞接收服务器短信服务信息。在调用发送函数时，开启发送线程，发送完成结束发送线程。电话簿进程提供联络人信息。应用层运行步骤图：应用层数据结构：typedef struct msm/短信结构体 char phnoenum11; /存放电话号码 char time15;/存放时间字符串，将时间命名为文件名 char *message; /存放短信内容MSM;具体设计部分一、 服务器设计和分析（责任人：余刚）服务器应用层输入输出服务器输入项：协议层向服务器输入短信内容和目标号码和服务器名字。协议层向服务器输入传输过来短信包。服务器输出项：服务器向协议层输出短信内容和来信人地址，并向源用户端输出发送信息情况提醒。模块功效函数/*功效：该线程获取当初时间，并检验失败队列每个节点时间戳，*若时间戳失效则删除该节点.*Struct list_fail_pack *head:失败队列头节点。*成功：1；失败：-1*/Int Over_time(Struct list_fail_pack *head)；步骤图：/*功效：删除失败队列中某个节点。*Struct list_fail_pack *head ：失败队列头节点。*Struct list_fail_packtemp：要删除节点。*返回值：成功返回1，失败返回-1*/Int del_failpack(Struct list_fail_pack *head,Struct list_fail_pack *temp)；步骤图：/*函数功效：用户退出时删除注册表统计。*struct client head 注册表数组头地址；*pthread_id:要退出用户线程号。*成功：返回1；失败：-1*/Int del_login(struct client head,thread_t pthread_id)步骤图：/*函数功效：获取源地址。形参列表：struct client *head 注册表数组头地址。Unsigned Char *number:得到号码。Int Client_fd：用户套接字。返回值：成功:1；失败：-1*/ Int get_src_addr(struct client *head, Unsigned Char *number，int client_fd);/*函数功效：获取目标地址。因为包内地址是用数组存放，所以 *要先取得号码长度len,在获取号码并将号码以字符串形式存放。*struct client_send_pdu temp :用户发送过来包节点。*Unsigned Char *dest_addr:取得目标地址。*成功为1；失败：-1*/ Int get_dest_addr(struct client_send_pdu *temp, Unsigned Char *dest_addr);步骤图：/*函数功效：获取消息内容*形参列表： struct client_send_pdu temp /用户发送过来包节点。*char *message：获取消息；*返回值：成功:0；失败：-1*/Int get_message(struct client_send_pdu *temp ,char *message);/*功效：将用户地址，线程号，sock_fd放入struct client结构体中。*形参列表：head:注册表数组头地址，将新产生节点插入链表;*返回值flag：用来判定注册是否成功：1:成功，-1：失败*/Int login_user_list(struct client *head);步骤图：/*函数功效：发送信息后返回给用户信息.参数：struct client_send_pdu *tmp要返回包。int flag=login_user_list（）.flag=1,将原包buffer改为success返回；flag=-1,将包buffer改为fail并将包发回对方*/Void Return_to_srcuser(struct client_send_pdu *tmp ，int flag)步骤图：/*函数功效：ser_recv()接收到包后，经过get_dest_addr取得目标地址*查看是否是发给服务器信息，还是发送给其它人.若是发送给服*务器，解析信息内容（a.点播；b.注册）。不然直接发出去。*参数：struct client_send_pdu *tmp：协议发来包。*返回值:1:成功；-1：失败*/Int isfirst_login(struct client_send_pdu *tmp);步骤图：/*函数功效:将取得包发送给目标地址. 解析包取得目标地址，和*注册表里地址匹配，若有，取得fd并发送出去；若无，将包放入*Struct list_fail_pack失败链表中.*将要发送出去包结构体struct client_send_pdu *tmp。*目标地址：unsigned char *dest_addr*返回值：成功：1；失败：-1*/Int send_out(struct client_send_pdu *tmp，unsigned char *dest_addr) ;步骤图：/*函数功效：查找在注册表内是否有目标地址。 *参数：unsinged char *dest:目标地址. * struct client *head:注册表头节点。 *返回：成功：返回struct client *tmp;失败：-1*/Int Find_dest_addr(unsinged char *dest, struct client *head);步骤图：/*函数功效：提供给注册函数调用。用户开机和服务器连接时查询服*务器失败队列中是否有自己消息。有就发送。*参数：unsigned char *src:用户地址.*List_head *head:失败队列头节点*返回值：1：成功；-1：失败*/Int inquire_message(unsigned char *src, struct client_send_pdu *head);步骤图：/*功效：遍历失败队列，取得时间戳。 * 参数：struct client_send_pdu *head.：失败队列头； * unsigned char *time：取得时间戳 * 返回值：1：成功；-1：失败。*/Int inquire_failpack_time(struct client_send_pdu *head, unsigned char *time)步骤图：/*函数功效：用户连接时判定服务器是否接收*参数：count:目前连接个数。* Total：总共能够接收队列*返回值：1:成功；-1：失败*/Int Iseccept_client(int count，int total )步骤图：二、协议层设计和分析（责任人：汤汝）协议层功效描述：协议层分为用户端协议和服务端协议，用户端协议关键负责对用户应用程序所需要发送数据进行处理，处理模式符合标准短信协议。而且和网络层进行通信，和服务器建立连接。含有极佳通用性和可移植性。经过接口和其它层进行通信。服务器协议层关键工作在于和网络层进行通信，和修改包头部信息。协议层输入项：应用层向协议层输入短信内容和目标号码和服务器名字。网络层向协议层输入传输过来短信包。协议层输出项：协议层向应用层输出短信内容和来信人地址。协议层向网络层输入需要发送短信包。协议层接口和各个功效函数以下：1.用户端注册模块/* *user_register实现用户在服务器注册功效 *const char *servicer_name是服务器名字； *const char *number是用户电话号码，作为服务器查找用户唯一凭证 *电话号码最长11个字符； *const char *usrname是用户用于实名注册用用户名； *函数连接成功返回0(SUCCED)； *连接失败，返回3(FAIL); *服务器已满，返回1(FULL)； *服务器拒绝，返回2(REFUSE); */int user_register(const char *servicer_name, const char *number, const char *usrname);实现步骤图：/* *test_number用于检测号码是否正当； *const char *number是用户提供号码； *号码长度不正当，返回1(ERR_LEN)； *非法字符，返回-1(ERR_CHAR); *正当返回0(NOERROR); */int test_number(const char *number);实现步骤图/* *register_pack_set设置注册用数据包，目标地址为服务器号码00000， *内容为号码和用户名； *struct client_send_pdu *send_pack是用户发送数据包； *const char *number是用户号码， *const char *usrname是用户名，临时不提供实名注册; *成功返回0； *失败返回1； */int register_pack_set(struct client_send_pdu *send_pack, const char *number,const char *usrname);实现步骤图：/* *reply_pack_analysis用于解析用户端回复使用数据包； *struct client_recv_pdu *send_pack是用户接收数据包； *成功注册：返回0(SUCCED)； *拒绝注册：返回1(REFUSE); *服务器已满：返回2(FULL); */int reply_pack_analysis(struct client_recv_pdu *recv_pack);实现步骤图：2.用户端数据处理模块：/* *app_send给应用层提供发送接口; *const char *app_buf是应用层数据指针； *size_t buf_len 应用层数据大小; *const char *dest_number 目标地号码; *成功返回发送字节数; *失败返回-1; */int app_send(const char *app_buf, size_t buf_len,const char *dest_number);实现步骤图：/* *encrypt_app_data对应用层要发送数据进行加密处理； *char *send_buf是应用层需要发送数据 *size_t buf_len是用户数据大小; *该函数加密成功返回加密后数据大小； *失败返回-1; */int encrypt_app_data(char *send_buf,size_t buf_len);实现步骤图：/* *compress_app_data实现对应用层数据进行压缩； *即去掉每个字节第八位 *char *send_buf是已加密应用层数据 *size_t buf_len 是buf大小 *成功返回压缩后数据大小 *失败返回-1； */int compress_app_data(char *send_buf,size_t buf_len);/* *app_recv给应用层提供接收接口 *char *app_buf 是应用层用于保留短信内容buffer *size_t buf_len 应用层buffer大小 *char *src_number 是用于保留源地址号码 *成功返回接收字节数； *失败返回-1; */unsigned int app_recv(char *app_buf, size_t buf_len,char *src_number);实现步骤图：/* *decompress_prol_data用于解压协议层接收到数据； *char *recv_buf 待解压数据 *size_t buf_len 待解压数据大小 *char *dest_data_p 用于保留解压后数据地址； *函数实施成功返回解压后数据大小； *函数实施失败返回-1; */int decompress_prol_data(char *recv_buf, size_t buf_len,char *dest_data_p);/* *decrypt_prol_data用于解密短信内容； *char *recv_buf是接收到数据内容地址 *size_t buf_len内容大小； *函数实施成功返回解密后数据大小 *函数实施失败返回-1; */int decrypt_prol_data(char *recv_buf,size_t buf_len);实现步骤图：3.用户端打包解包模块/* *package_pdu用于打包已处理好应用层数据， *char *send_buf 已处理发送数据 *size_t buf_size 是已处剪发送数据大小； *char *dest_number 目标地电话号码; *函数实施成功返回打包好包地址 *失败返回NULL */struct client_send_pdu* package_pdu(char *send_buf, size_t buf_size, char *dest_number);实现步骤图：/* *unpacking_pdu用于拆分接收到pdu包； *char *recv_buf用于保留接收到短信内容 *char *src_number用于保留源号码 *函数实施成功返回短信内容大小； *函数实施失败返回-1; */int unpacking_pdu(char *recv_buf,char *src_number, Struct client_recv_pdu *recv_pack);实现步骤图：4.服务端收发模块/* *ser_send函数给上层提供接口 *int dest_sockfd是目标套接字 *struct client_recv_pdu *temp需要转发pdu包 *size_t temp_size temp大小; *const char* src_number 发送者号码； *函数成功返回发送字节数 *失败返回-1; */int ser_send(int dest_sockfd, struct client_recv_pdu *temp, size_t temp_size， const char *src_number);实现步骤图：/* *change_pdu_head函数在转发时修改pdu头信息； *send_pack是存放待发送包地址 *temp是服务端接收时数据包 *src_number是来自于发送端源地址 *函数成功返回send_pack大小 *失败返回-1; */int change_pdu_head(struct client_recv_pdu *send_pack, struct client_send_pdu *temp, const char *src_number);实现步骤图：/* *ser_send函数给上层提供接口 *int dest_sockfd是接收地址套接字 *struct client_send_pdu *temp存放接收短信包地址 *size_t temp_size temp大小; *函数成功返回接收字节数 *失败返回-1; */unsigned int ser_recv(int src_sockfd, struct client_send_pdu *temp, size_t temp_size);实现步骤图：三、应用层设计和分析（责任人：邵林、陈阳）函数中使用#define NOT_SET 0/没有设置或不是黑名单之类#define BLACKLIST_SET 1 /开启黑名单功效#define IS_BLACKLIST 2/是黑名单 #define REPORT_MESSAGE 3/开启消息汇报#define ANONYMOUS 4/匿名发送1. 各函数模块介绍1.1短信设置模块/*功效：判定黑名单是否开启;*blacklist_set 在该函数中定义一个int型变量；*输入开启1或0，将输入值赋给blacklist_set；*判定blacklist_set是0还是1；*是1，则将宏定义开启 BLACKLIST_SET赋给blacklist_set；*是0，则将宏定义关闭NOT_SET赋给blacklist_set；* 返回值为blacklist_set；* BLACKLIST_SET=1,为开启黑名单；* NOT_SET=0,为关闭黑名单；*/void blacklist_open()；/*功效: 检测收件人是否是在黑名单中*打开黑名单目录文件，将文件名存放到字符数组；*遍历查找，假如存在则删除该条短信（返回一个标志IS_BLACKLIST）；*假如不存在则保留到收件箱文件中；*假如在黑名单中就删除该短信,*msm表示收到短信结构体；*/int in_blacklist (MSM *msm)；/*功效：判定是否开启消息汇报函数*report_message 为在该函数中定义一个int型变量；*输入开启0或3，将输入值赋给report_message；*判定report_message是0还是3；*是3，则将宏定义开启 REPORT_MESSAGE赋给report_message；*是0，则将宏定义关闭NOT_SET赋给report_message；* 返回值为report_message；* REPORT_MESSAGE=1,宏定义为开启消息汇报；* NOT_SET=0,宏定义为关闭消息汇报；*/int report_message_open(); /*功效：判定短信是不是消息汇报；*调用 report_message_open()函数返回值REPORT_MESSAGE或NOT_SET判定*是否开启了消息汇报；*开启了消息汇报，则利用strcmp(MSM* *msm-phonenum,)；*当结果为0时，表示为消息汇报，显示“消息发送成功”；*当结果不为0时，则为短息，不显示任何内容，进入收信箱；*/void report_message()；1.2短信编辑模块/*功效:编辑短信收件人号码函数；*该函数中使用switch()语句来判定是输入号码还是姓名；*case 1:调用get_number(char *number, char *name）得到号码；*case 2:调用get_name（char *number, char * *name）得到联络人；*输入完号码按回车键调用电话簿中get_number(char *number, char *name）；*查看电话本中是否有和该号码匹配电话号码；*没有该号码，则继续输入；*有该号码时，则调用电话簿中号码；*当输入是姓名按回车键调用电话簿中get_name（char *number, char * * name）函数，匹配联络人姓名;*phonenumber为收件人号码，函数返回该号码*函数返回值为需要输入号码*/char *edit_phonenum(char *phonenumber)；/*函数功效：写短信内容* text，将短信内容赋值到text；*text作为编辑内容返回值返回；*/char *edit_text(char *text)；1.3短信操作模块/*功效：选择对应下标选择对应短信*具体操作：打开文件，读取目录文件中短信名到一个数组中；*显示数组组员并显示其下标；*选择对应短信文件名，并返回对应下标，关闭文件*filename对应目录文件名*num为选汉字件对应下标*返回值: 返回对应下标*/int select_one(const char *fliename)； /*功效：选择多条短信*打开目录文件中短信文件名读取到数组中；*选择需要选择对应下标赋值到对应新数组select里面；*函数返回选择对应下标数组指针*filename对应目录文件名*select指针用于保留选择对应下标*返回值: 函数返回选择对应下标数组指针*/int *select_many(int *select，const char *fliename)；/*功效描述：删除单条短信及其在该文件目录中全部信息；*打开目录文件，将内容保留到数组；*调用select_one()函数返回值作为选择对应下标；*调用系统函数system(rm -rf .)删除数组中对应下标对应短信；*并删除对应数组中对应短息文件名；*更新数组，将更新数组重新写入对应目录文件中；*并对对应文件中短信数目减1*filename为目录文件名*/void delete_one(const char *fliename)；/*函数功效:删除多条短信；*打开目录文件，并将文件中短信文件名存入一个数组1中；*经过调用选择多个函数select_many()返回存入短信文件名数组2；*删除文件数组对应文件名及短信内容；*并更新数组1中内容；*将数组1中内容及内容个数利用w+追加方法存到对应目录文件中*filename为