引言
上帝说,要有光,于是就有了光。
有点玄。
如果将时光回溯无数岁月,到几百万年的蛮荒时代,人类史上第一次发生信息交换,会是什么样子?是转一下脑袋,还是眨一下眼?
但不管是什么形式,于是有了信息,有了通信。而后几百万年的时代变迁物种生灭,以及后来古文明时代、封建社会、再到如今的互联网时代,不管是峰烟战火,还是市井喧嚣,都充斥着各式各样的信息,每个角落都无时无刻的发生着信息交换。信息交换的载体,从以前可能挥下手势、到如今全球高速网络信道….
信息在这个世界里,扮演着一个什么样的角色,是人在控制信息?还是信息在控制着人?
有点玄,但好在这些都不是我们接下去所要讨论的问题,所以留着给哲学家去思考。
我们今天所要讲的内容,其实是计算机世界里,即时通信的信息交换,准确的来说,是其中一种。
信息能完成交换,需要的先决条件是什么?自然是双方要能”懂”,就是所谓的协议。协议一致双方才能互相get到点。
目前互联网产品使用的即时通信协议有这几种:即时信息和空间协议(IMPP)、空间和即时信息协议(PRIM)、针对即时通讯和空间平衡扩充的进程开始协议SIP(SIMPLE)以及XMPP。PRIM与XMPP、SIMPLE类似,但已经不再使用了。
本次要讲的是XMPP,由Openfire实现,OK,废话说了不少,开始吧。
1、Openfire与XMPP
Openfire是开源的实时协作服务器(RTC),它是基于公开协议XMPP(RFC-3920),并在此基础上实现了XMPP-IM(RFC-3921),扩展了IM功能,对实施协作的各种场景做较全面的考虑,如用户在线状态切换、消息订阅、通知等等,因此可以用来搭建即时通信服务器,其搭建的方法也很简易。
RFC-3920与RFC-3921的说明:
(1)RFC-3920:XMPP的核心。定义了XMPP协议框架下应用的网络架构,引入了XMLStream(XML流)与XMLStanza(XML节),并规定XMPP协议在通信过程中使用的XML标签。使用XML标签从根本上说是协议开放性与扩展性的需要。此外,在通信的安全方面,把TLS 安全传输机制与SASL 认证机制引入到内核,与XMPP进行无缝的连接,为协议的安全性、可靠性奠定了基础。Core文档还规定了错误的定义及处理、XML 的使用规范、JID(Jabber Identifier,Jabber 标识符)的定义、命名规范等等。所以这是所有基于XMPP协议的应用都必需支持的文档。
(2)RFC-3921:用户成功登陆到服务器之后,发布更新自己的在线好友管理、发送即时聊天消息等业务。所有的这些业务都是通过三种基本的XML 节来完成的:IQ Stanza(IQ 节), Presence Stanza(Presence 节), Message Stanza(Message 节)。RFC3921 还对阻塞策略进行了定义,定义是多种阻塞方式。可以说,RFC3921 是RFC3920的充分补充。两个文档结合起来,就形成了一个基本的即时通信协议平台,在这个平台上可以开发出各种各样的应用。
2、Openfire的特点:
(1)超强的扩展能力
XMPP协议,继承了在XML灵活的扩展性,通过扩展发送扩展信息、或者在原有的信息中增加扩展节点来处理用户需求。另外,Openfire本身也支持插件开发,开发者可以根据需求,以插件的形式添加所需要的功能,例如好友列表、群成员列表等,而不需要去修改核心的源代码。
(2)并发能力
Openfire的通信处理基于Apache MINA框架实现,单机可支持上万的并发,同时也支持集群。
(3)安全性:
XMPP在C2S通信,和S2S通信中都使用TLS协议作为通信通道的加密方法,保证通信的安全
(3)对Web的支持:
Openfire采用内置的jetty作web服务器,可以方便的在上面增加WEB功能。jetty服务器是随AdminConsolePlugin插件时启动,通过调用startup()方法。9090为其明文端口,9091为其加密端口。
3、通信机制
1、帐号体系
(1)XMPP服务器的帐号基础,是域(Domain),例如:org.example.com,它在服务器配置时的时候设置,也是服务器能被访问到的域名或IP地址。客户端连接的时候,用这个域去寻找服务器。
(2)JID:XMPP中,任何一个可能进行通信的实体,包括一个用户、或者一个聊天室,都需要一个JID。
用户的JID格式为:[email protected],如:[email protected]
聊天室的JID为:[email protected], 如[email protected]
一般情况,JID后面还会附带一个资源名(resource),指代这个客户端的来源,比如:[email protected]/pc-abc,表示这个JID在一台名为pc-abc的设备上登录。这是同一个帐号能够在多个设备中登录的基础。
2、通信端口
C-S连接的端口是5222 ,S-S连接的端口为5269,这些端口已经在IANA注册。
3、通信机制
当客户端连接上XMPP服务器创建会话时,首先是建立一个TCP长连接,并在这个连接上收发XML流进行协商,协商通过后,服务端与客户端,可以通过Message、Presence、IQ这三种格式进行数据交换。
这三种数据交换格式,下面逐个做介绍:
(1)Message:用于在两个客户端之前发送信息。
结构如下:
<message from=‘[email protected]‘ to=‘[email protected]‘ xml:lang=‘en‘> <body>Are you OK?</body> </message>
其中:
To : 消息接收方JID。
from : 消息发送方JID
body: 所要发送的消息。
(2)Presence:用来表明用户的状态,当用户离线或改变自己的状态时,就会在stream的上下文中插入一个Presence元素,来表明自身的状态.
结构如下:
<presence from=‘[email protected]‘ to=‘[email protected]‘> <status> Online </status> </presence>
(3)IQ:一种请求/响应机制,类似于Http的get请求。
结构如下:(以客户端请求服务器绑定资源为例)
<iq type=‘set‘ id=‘bind_1‘> <bind xmlns=‘urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-bind‘/> </iq>
iq消息中,type是主要属性,值包括:
Get :获取当前域值。 Set :设置或替换get查询的值。 Result :说明成功的响应了先前的查询。 Error: 查询和响应中出现的错误。
4、通信示例
下面以一个简单的例子,说明客户端与服务的交互过程:
(1) 客户端发起请求连接
<?xml version=‘1.0‘?> <stream:stream to=‘example.com‘ xmlns=‘jabber:client‘ xmlns:stream=‘http://etherx.jabber.org/streams‘ version=‘1.0‘>
(2) 服务端进行验证、资源绑定等
<?xml version=‘1.0‘?> <stream:stream from=‘example.com‘ id=‘someid‘ xmlns=‘jabber:client‘ xmlns:stream=‘http://etherx.jabber.org/streams‘ version=‘1.0‘> ... encryption, authentication, and resource binding ...
(3)客户端开始发送消息
<message from=‘[email protected]‘ to=‘[email protected]‘ xml:lang=‘en‘> <body>Art thou OK?</body> </message>
(4) 服务端响应
这里其实是省略了一个客户端。完整来看,应是服务器与romeo进行一次交换之后,再将数据返回给juliet,但为了说明通信流程,将中间另一端省略掉。
<message from=‘[email protected]‘ to=‘[email protected]‘ xml:lang=‘en‘> <body>I‘m fine!</body> </message>
(5)客户端通信结束
</stream:stream>
(6)服务端通信结束
</stream:stream>
可以看到,一次完整的通信,需要经过六个步聚。
关于XMPP的其他信息,可以网上查阅资源了解,这里不再赘述。
后面的章节,将一步步的从Openfire的源代码入手,分析整套系统的运行机制,望对读者有帮助。
over!