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XMPP协议学习笔记

2013-10-29 13:57:54         来源:yujunlong3919的专栏  
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XMPP协议学习笔记

 

1.引言

  所谓的消息推送就是从服务器端向移动终端发送连接,传输一定的信息。比如一些新闻客户端,每隔一段时间收到一条或者多条通知,这就是从服务器端传来的推送消息;还比如常用的一些IM软件如微信、GTalk等,都具有服务器推送功能。

  推送方法如下:

  1)通过SMS进行服务器端和客户端的交流通信。

  在Android平台上,你可以通过拦截SMS消息并且解析消息内容来了解服务器的意图,可以实现完全的实时操作。但是问题是这个方案的成本相对比较高,且依赖于运营商。

  2)循环主动定时获取

  这种方法需要客户端来做一个定时或者周期性的访问服务器端接口,以获得最新的消息。轮询的频率太慢可能导致某些消息的延迟,太快则会大量消耗网络带宽和电池。

  3)持久连接

  这个方案可以解决由轮询带来的性能问题,但是还是会消耗手机的电池。我们需要开一个服务来保持和服务器端的持久连接(苹果就和谷歌的C2DM是这种机制)。但是对于Android系统,当系统可用资源较低,系统会强制关闭我们的服务或者是应用,这种情况下连接会强制中断。(Apple的推送服务之所以工作的很好,是因为每一台手机仅仅保持一个与服务器之间的连接,事实上C2DM也是这么工作的。即所有的推送服务都是经由一个代理服务器完成的,这种情况下只需要和一台服务器保持持久连接即可。C2DM=Cloud to Device Messaging)。

  相比之下第三种还是最可行的。为软件编写系统服务或开机启动功能;或者如果系统资源较低,服务被关闭后可以在onDestroy ()方法里面再重启该服务,进而实现持久连接的方式。

  C2DM内置于Android的2.2系统上,无法兼容老的1.6到2.1系统;且依赖于Google官方提供的C2DM服务器,由于国内的网络环境,这个服务经常不可用。

  建立在TCP协议之上的XMPP协议,不仅可提供可这种持久连接的功能,能实现服务器和客户机的双工通信,还能不依赖与系统版本和google服务器的限制,提供了比较好的解决方案。

 

2. XMPP协议   XMPP全称Extensible Messaging and Presence Protocol,前身是Jabber项目,是一种以XML为基础的开放式即时通讯协议。XMPP因为被Google Talk和网易泡泡应用而被广大网民所接触。XMPP的关键特色是,分散式的即时通讯系统,以及使用XML串流。XMPP目前被IETF国际标准组织完成了标准化工作。   Android push notification(androidpn) 是一个基于XMPP协议的java开源实现,它包含了完整的客户端和服务器端。该服务器端基本是在另外一个开源工程openfire基础上修改实现的。   androidpn客户端需要用到一个基于java的开源XMPP协议包asmack,这个包同样也是基于openfire下的另外一个开源项目smack,不过我们不需要自己编译,可以直接把androidpn客户端里面的asmack.jar拿来使用。客户端利用asmack中提供的XMPPConnection类与服务器建立持久连接,并通过该连接进行用户注册和登录认证,同样也是通过这条连接,接收服务器发送的通知。   androidpn服务器端也是java语言实现的,基于openfire开源工程,不过它的Web部分采用的是spring框架,这一点与openfire是不同的。Androidpn服务器包含两个部分,一个是侦听在5222端口上的XMPP服务,负责与客户端的XMPPConnection类进行通信,作用是用户注册和身份认证,并发送推送通知消息。另外一部分是Web服务器,采用一个轻量级的HTTP服务器,负责接收用户的Web请求。服务器的这两方式,意义非凡:当相应的TCP端口被防火墙封闭,可以使用轮询的方式进行访问,因此又有助于通过防火墙。

 

即时通讯技术简介

    即时通讯技术(IM)支持用户在线实时交谈。如果要发送一条信息,用户需要打开一个小窗口,以便让用户及其朋友在其中输入信息并让交谈双方都看到交谈的内容。大多数常用的即时通讯发送程序都会提供各种各样的功能:

 

即时通讯 - 在用户和在线朋友之间来回发送信息

聊天 - 创建用户与朋友或工友的自定义聊天室

网页链接 - 共享用户喜爱的网址

支持图片 - 浏览朋友计算机中的图片

支持声音 - 给朋友播放音乐

支持文件传输 - 直接将文件发送给朋友,以便于共享

交谈 - 使用 Internet,而不是电话,与朋友们进行真正的交谈

影音串流内容 - 实时或准实时的股市行情或新闻

  有许多的IM系统,如 AOL IM、Yahoo IM、MSN IM还有我们熟悉的QQ,它们最大的区别在于各自通讯协议的实现,所以即时通讯技术的核心在于它的传输协议,协议用来说明信息在网络上如何传输,如果有了统一的传输协议,那么应当可以实现各个IM之间的直接通讯,为了创建即时通讯的统一标准,人们经过了多次尝试:IETF 的对话初始协议(SIP)和即时通讯对话初始协议和表示扩展协议(SIMPLE)、应用交换协议(APEX)、显示和即时通讯协议(PRIM)及基于 XML 且开放的可扩展通讯和表示协议(XMPP)协议(常称为 Jabber 协议)。人们多次努力,试图统一各大主要 IM 供应商的标准(AOL、Yahoo 及 Microsoft),但无一成功,且每一种 IM 仍然继续使用自己所拥有的协议。

 

 

 

几种IM协议标准简介

    IMPP 主要定义必要的协议和数据格式,用来构建一个具有空间接收、发布能力的即时信息系统。到目前为止,这个组织已经出版了三个草案RFC,但主要的有两个:一个是针对站点空间和即时通讯模型的(RFC 2778);另一个是针对即时通讯/空间协议需求条件的(RFC2779)。RFC2778是一个资料性质的草案,定义了所有presence和IM服务的原理。RFC2779定义了IMPP的最小需求条件。另外,这个草案还就presence服务定义了一些条款,如运行的命令、信息的格式,以及 presence服务器如何把presence的状态变化通知给客户。

    SIMPLE是目前为止制定的较为完善的一个。SIMPLE和 XMPP两个协议,都符合RFC2778和RFC2779 。SIMPLE计划利用SIP来发送presence信息。SIP是IETF中为终端制定的协议。SIP一般考虑用在建立语音通话中,一旦连接以后,依* 如实时协议(RTP)来进行实际上的语音发送。但SIP不仅仅能被用在语音中,也可以用于视频。SIMPLE被定义为建立一个IM进程的方法。 SIMPLE在2002年夏季得到额外的信任,目前,微软和IBM都致力于在它们的即时通讯系统中实现这个协议。

    SIMPLE小组致力于进程模式的操作,这将提升运行效率,使基于SIP的机制能够进行会议和三方电话交谈控制,也考虑到能和未来提供的许多新特性实现兼容并提升表现能力。有了进程模式,SIMPLE使用SIP来建立一次进程,再利用SDP(进程描述协议)来实际传输IM数据。

    XMPP是一种基于XML的协议,它继承了在XML环境中灵活的发展性。这表明XMPP是可扩展的。可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求,以及在XMPP的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序。而且,XMPP包含了针对服务器端的软件协议,使之能与另一个进行通话,这使得开发者更容易建立客户应用程序或给一个配好系统添加功能。

    XMPP目前在免费源代码开放Jabber IM系统中被广泛采用。2002年,这个产品有超过5万的下载量。XMPP拥有成千的Jabber开发者,以及大约数万台配置的服务器和超过百万的终端用户。

 

XMPP概述 

    XMPP: The Extensible Messaging and Presence Protocol   

 

    中文全称:可扩展通讯和表示协议   

 

    简介:可扩展通讯和表示协议 (XMPP) 可用于服务类实时通讯、表示和需求 - 响应服务中的 XML 数据元流式传输。XMPP 以 Jabber 协议为基础,而 Jabber 是即时通讯中常用的开放式协议。XMPP is the IETF's formalization of the base XML streaming protocols for instant messaging and presence developed within the Jabber open-sourcecommunity in 1999   

 

    XMPP(可扩展消息处理现场协议)是基于可扩展标记语言(XML)的协议,它用于即时消息(IM)以及在线现场探测。它在促进服务器之间的准即时操作。这个协议可能最终允许因特网用户向因特网上的其他任何人发送即时消息,即使其操作系统和浏览器不同。   

 

    XMPP的前身是Jabber,一个开源形式组织产生的网络即时通信协议。XMPP目前被IETF国际标准组织完成了标准化工作。标准化的核心结果分为两部分;   

 

    核心的XML流传输协议   

 

    基于XML FreeEIM流传输的即时通讯扩展应用   

 

    XMPP的核心XML流传输协议的定义使得XMPP能够在一个比以往网络通信协议更规范的平台上。借助于XML易于解析和阅读的特性,使得XMPP的协议能够非常漂亮。   

 

    XMPP的即时通讯扩展应用部分是根据IETF在这之前对即时通讯的一个抽象定义的,与其他业已得到广泛使用的即时通讯协议,诸如AIM,QQ等有功能完整,完善等先进性。   

 

    XMPP的扩展协议Jingle使得其支持语音和视频。    

 

    XMPP的官方文档时RFC 3920.

 

XMPP的基本结构

    XMPP中定义了三个角色,客户端,服务器,网关。通信能够在这三者的任意两个之间双向发生。服务器同时承担了客户端信息记录,连接管理和信息的路由功能。网关承担着与异构即时通信系统的互联互通,异构系统可以包括SMS(短信),MSN,ICQ等。基本的网络形式是单客户端通过TCP/IP连接到单服务器,然后在之上传输XML。

 

XMPP通过TCP传的是什么

    传输的是与即时通讯相关的指令。在以前这些命令要么用2进制的形式发送(比如QQ),要么用纯文本指令加空格加参数加换行苻的方式发送(比如MSN)。而XMPP传输的即时通讯指令的逻辑与以往相仿,只是协议的形式变成了XML格式的纯文本。这不但使得解析容易了,人也容易阅读了,方便了开发和查错。而XMPP的核心部分就是一个在网络上分片断发送XML的流协议。这个流协议是XMPP的即时通讯指令的传递基础,也是一个非常重要的可以被进一步利用的网络基础协议。所以可以说,XMPP用TCP传的是XML流。

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