一种无外网接入的网络跳变即时通讯技术及系统的制作方法

本发明涉及到网络编程技术以及基于精准时钟同步IP地址跳变的安全通信技术。

背景技术：

随着智能手机的普及，各类手机软件层出不穷，其中各种类型的即时通讯软件如QQ、微信等已经逐渐取代传统的短信、电话的通信方式，逐渐成为主流的通信交流方式。网络通信方便快捷，还能节省大量的话费开销，越来越受到当代消费者的青睐。

互联网通讯软件是以互联网的数据流量为依托的，在脱离数据流量的野外环境或是网络传输设施遭受到严重破坏时，电话、短信、数据流量都不能使用，此时人们能使用的非人工的通信方式几乎没有。一旦处于没有网络信号的荒郊野外，互联网通讯软件就会变成单机软件，失去它原本的作用和意义。无线路由器或者一部手机，就可以搭建起一个简易的局域网，利用无线WiFi搭建的局域网和安卓智能手机，实现一个具有局域网对讲功能的手机通讯软件不仅能大大提高通讯效率，还能克服互联网通讯软件离不开互联网数据流量的弊端。但是由于局域网的安全性不高，通信内容极易被攻击者窃取。利用IP地址跳变技术可以有效解决通讯的安全性问题，对于此类通讯软件具有重要的意义。

技术实现要素：

本技术是在脱离数据流量的野外环境或是在网络传输设施遭受到严重破坏时，电话、短信、数据流量都不能使用的情况下，通过搭建局域网WLAN，利用IP地址跳变和TCP/IP协议实现点对点语音、文字的安全通信；在此基础上，采用精准时钟同步的IP地址跳变技术确保通信的安全性；本技术综合考虑通信的有效性和安全性，通过IP地址跳变和TCP/IP协议实现点对点的语音、文字的安全通信，实现在无数据流量接入情况下的安全的，便捷的实时通信。

本发明采用如下技术方案：

一种无外网接入的网络跳变即时通讯技术及系统，其特征在于包括以步骤：

a、在无外网的环境下，通讯发起人首先利用无线路由器或手机的热点功能搭建简易无线网络，并将通讯发起人作为网络的中心节点，以供临近节点连接；

b、新节点接入网络后，在初始状态下，输入昵称进行登录，系统以用户昵称标定用户；中心节点与新节点进行时钟校对，并为用户分配IP地址列表，每个列表中存储着20个IP地址，作为用户的IP地址池；

c、新用户上线后通过UDP广播发送上线通知，上线通知会发送用户当前的IP地址与昵称给已在线的所有用户；其他用户接收到广播报文后，判断是否接受好友关系，如果接受，则回复报文，将自己当前的IP地址和昵称告诉新用户；新用户也可以进行好友关系的判断，新用户同意后，一个完整的通信关系建立完成；通信关系建立后，将自己的IP地址池共享给其它在线用户；

d、通信过程中，采用精准时钟同步策略，通过IP地址池跳变，在保证用户双方通讯正常的情况下，保证通讯内容的安全性；

e、同步开始后进行信息的传输，传输的信息类型可以包括文本、音频、文件以及语言通话请求；根据传输的信息的类型的不同，进行相应的判断和处理；

f、音频及文件的传输，其通讯内容将以文件的形式保存在手机的制定文件夹中；文本信息的通讯内容会显示在对话窗口中，对话窗口关闭，所有文本消息的记录就会消除；语音同话的内容也会随通话结束而消除。

进一步，上述步骤都是在无外网接入的环境下的点对点通信，通过无线路由器或者手机WiFi热点搭建自组网，利用套接字编程实现用户的上线通知及扫描(UDP广播)，以及建立好友关系后的信息发送(TCP单播)，实现在无数据流量接入情况下的便捷的实时通信。

进一步，所述步骤b中，新用户节点上线后，首先向中心节点进行时钟校对并查询当前未占用的可用IP地址，再从中随机选取20个IP地址存入自己的IP地址列表中；中心节点将这20个IP地址标记为已占用地址，新节点的IP地址则从IP地址列表中根据一定策略进行选取。

进一步，所述步骤d中，所有通讯过程用户双方都通过精准时钟同步策略进行IP地址跳变，跳变过程由中心节点统一控制，其中，中心节点不跳变，新节点确认与所有已存在节点的好友关系前不跳变；

根据精准时钟同步，每间隔一个时间单位，进行一次地址跳变；IP地址在地址池中跳变的跨度由中心节点的随机函数所产生的1到20中的随机数决定；如公式所示，设X为中心节点通过随机函数所取得的1到20间的随机数，now表示当前IP地址所对应的序号，next则表示下一个IP地址所对应的序号，通过取模运算可以求得下一个IP地址；跳变的同时，用户双方用过计算对方的IP地址以保证的正常通讯状态，并实现文字、语音、文件的传输；保证通讯的有效性和安全性。

公式如下：

IP_all＝ip[20] (1)

X＝rand(1,20) (2)

IP_next＝IP_{(now+X)mod(20)} (3)

本发明具有以下有益技术效果：

与其他通信方法相比较，本技术有以下三点优势：

1、本技术在无数据流量接入的情况下，利用路由器甚至手机的热点搭建的自组网，就可以实现免费的语音、文字交流以及网络电话，方便快捷。

2、本技术未采取传统的C/S模式，除跳变过程控制与IP地址池分配是由中心节点统一控制外，其他信息的收发处理都采用点对点的通讯方式，避免了文件在服务器中转过程中浪费的不必要的时间，大大提高了通讯效率。

3、本技术考虑到自组网的安全性不高，采用IP地址精准时钟同步的跳变策略，这样在保证用户双方正常通信的情况下，通信内容的安全性也得到了一定的保证。实现在无数据流量接入情况下的安全的，便捷的实时通信。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面结合附图与具体实施方案对本发明做进一步说明：

图1用户上线IP地址池分配图

图2基于IP地址精准时钟同步跳变的安全通信流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。如图所示：

在无外网的环境下，通讯发起人首先利用无线路由器或手机的热点功能搭建简易无线网络，并将通讯发起人作为网络的中心节点，以供临近节点连接；

新节点接入网络后，在初始状态下，输入昵称进行登录，系统以用户昵称标定用户；中心节点与新节点进行时钟校对，并为用户分配IP地址列表，每个列表中存储着20个IP地址，作为用户的IP地址池；

新用户上线后通过UDP广播发送上线通知，上线通知会发送用户当前的IP地址与昵称给已在线的所有用户；其他用户接收到广播报文后，判断是否接受好友关系，如果接受，则回复报文，将自己当前的IP地址和昵称告诉新用户；新用户也可以进行好友关系的判断，新用户同意后，一个完整的通信关系建立完成；通信关系建立后，将自己的IP地址池共享给其它在线用户；

通信过程中，采用精准时钟同步策略，通过IP地址池进行跳变，在保证用户双方通讯正常的情况下，保证通讯内容的安全性；实现在无数据流量接入的情况下的情况下安全的、便捷的实时通讯。

同步开始后进行信息的传输，传输的信息类型可以包括文本、音频、文件以及语言通话请求；根据传输的信息的类型的不同，进行相应的判断和处理：

(1)文字信息的接收与发送：

在好友列表点击想要发送消息的在线好友，可以进入聊天界面。在编辑框内输入想要发送的文字信息，点击发送按钮，信息就会发送给对方，并在聊天界面中显示出来，同时还会显示出信息发送的时间以及发送者的昵称；接收信息时会有消息的提醒，若用户正在好友界面，则会在好友栏中显示消息提醒。

(2)语音对讲功能：

进入聊天界面，按住录音按钮，进行录音，松开按钮，语音信息就会发送给对方，并在聊天界面中显示出来，同时还会显示出信息发送的时间以及发送者的昵称、录音的时长等信息；接收信息时会有消息的提醒，若用户正在好友界面，则会在好友栏中显示消息提醒；点击接收或发送的语音信息，调用手机播放器，播放录音；语音信息的传输是以文件的形式进行传输，能保持良好的音质。

(3)语音电话：

首先是呼叫好友，此时不论对方是出于聊天界面还是好友列表界面，都会弹出是否建立通话的提醒，对方应答，则通话建立；对方挂断，则通话结束。通话建立后，通话双方都可以通过按钮结束通话。

(4)文件共享功能：

通过TCP/IP，进行点对点的文件传输，实现文件的共享。文件共享功能也是实现语音对讲功能的前提，因为语音对讲功能的实质是文件的传输功能。

音频及文件的传输，其通讯内容将以文件的形式保存在手机中；文本信息的通讯内容会显示在对话窗口中，对话窗口关闭，所有文本消息的记录就会消除；语音同话的内容也会随通话结束而消除。

所有通讯过程用户双方都通过精准时钟同步策略进行IP地址跳变，跳变过程由中心节点统一控制，其中，中心节点不跳变，新节点确认与所有已存在节点的好友关系前不跳变；

根据精准时钟同步，每间隔一个时间单位，进行一次地址跳变；IP地址在地址池中跳变的跨度由中心节点的随机函数所产生的1到20中的随机数决定；设X为中心节点通过随机函数所取得的1到20间的随机数，now表示当前IP地址所对应的序号，next则表示下一个IP地址所对应的序号，通过取模运算可以求得下一个IP地址；跳变的同时，用户双方用过计算对方的IP地址以保证的正常通讯状态，并实现文字、语音、文件的传输；保证通讯的有效性和安全性。

在无数据流量接入的情况下，利用路由器甚至手机的热点搭建的自组网，本技术就可以实现免费的语音、文字交流以及网络电话。

本技术未采取传统的C/S模式，除跳变过程控制与IP地址池分配由中心节点统一控制外，其他信息的收发都采用点对点的方式，避免了文件在服务器中转过程中浪费的不必要的时间，大大提高了通讯效率。

本技术考虑到自组网的安全性不高，采用IP地址精准时钟同步的跳变策略，这样在保证用户双方正常通信的情况下，通信内容的安全性也得到了一定的保证。实现在无数据流量接入情况下的安全的，便捷的实时通信。