IM的实现原理
在我最初学习编程的时候,曾经用JAVA实现了一个最简单版的IM通信,即经过Socket创建两台电脑之间的链接,而后发送IO流来进行即时通信,咱们如今所使用的IM软件尽管看上去很是复杂,可是基本的原理和以上的差很少,无非是采用服务器<>客户端的架构,经过登录到服务器来获取我的资料和好友,而后聊天时直接经过IP和好友进行即时通信。node
XMPP协议的网络架构
XMPP是一个典型的C/S架构,而不是像大多数即时通信软件同样,使用P2P客户端到客户端的架构,也就是说在大多数状况下,当两个客户端进行通信时,他们的消息都是经过服务器传递的(也有例外,例如在两个客户端传输文件时).采用这种架构,主要是为了简化客户端,将大多数工做放在服务器端进行,这样,客户端的工做就比较简单,并且,当增长功能时,多数是在服务器端进行.XMPP服务的框架结构以下图所示.XMPP中定义了三个角色,XMPP客户端,XMPP服务器、网关.通讯可以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、链接管理和信息的路由功能.网关承担着与异构即时通讯系统的互联互通,异构系统能够包括SMS(短信)、MSN、ICQ等.基本的网络形式是单客户端经过TCP/IP链接到单服务器,而后在之上传输XML,工做原理是:编程
节点链接到服务器;
服务器利用本地目录系统中的证书对其认证;
节点指定目标地址,让服务器告知目标状态;
服务器查找、链接并进行相互认证;
节点之间进行交互。
XMPP协议的传输是经过XML文件来传输的,而且不是相似于QQ的点对点通信,而是客户端到服务器再到客户端的方式来实现,以上过程的一个简单的XMPP通信流程能够以下:安全
首先,由客户端链接到服务器,客户端经过IO流发送一段XML文件,在文件中包含了自身的用户名和密码。
服务器端接收到客户端的XML文件,从中获取用户名和密码进行验证,若是验证成功,服务器会发送一个XML文件给客户端代表已经登陆成功。
登录成功后,客户端能够经过发送一个获取好友名单的XML文件,服务器会将当前用户的好友以XML文件传到客户端。
客户端选择一个好友,向其发送信息(实际上是向服务器发送,服务器收到后会转发给对应的好友),好友收到。
经过以上的流程,一此基本的通信得以达成。服务器
Spark架构网络
(上图为XMPP的一个实现Openfire+Smack+Spark的实现)架构
XMPP协议的一些概念
经过以上简介,咱们了解了XMPP协议的基本流程,下面来了解一个XML中一些基本的概念。框架
XMPP地址
一个实体在XMPP网络结构中被称为一个节点,它有惟一的标示符jabber identifier(JID),即实体地址,用来表示一个用户,可是也能够表示其余内容,例如一个聊天室.一个有效的JID包括一系列元素:(1)域名(domain identifier);(2)节点(node identifier);(3)源(resource identifier).它的格式是node@domain/resource,node@domain,相似电子邮件的地址格式.domain用来表示接点不一样的设备或位置,这个是可选的,例如a在Server1上注册了一个用户,用户名为doom,那么a的JID就是doom@serverl,在发送消息时,指明doom@serverl就能够了,resource能够不用指定,但a在登陆到这个Server时,fl的JID多是doom@serverl、exodus(若是a用Exodus软件登陆),也多是doom@serverl/psi(若是a用psi软件登陆).资源只用来识别属于用户的位置或设备等,一个用户能够同时以多种资源与同一个XMPP服务器链接。dom
XMPP的XML流
即时通信的聊天是指上就是二进制流或者字符流。在之前这些命令要么用2进制的形式发送(好比QQ),要么用纯文本指令加空格加参数加换行苻的方式发送(好比MSN)。而XMPP传输的即时通信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段发送XML的流协议。这个流协议是XMPP的即时通信指令的传递基础,也是一个很是重要的能够被进一步利用的网络基础协议。因此能够说,XMPP用TCP传的是XML流。 ide
举个例子看看所谓的XML流是什么样子的? 学习
客户端:<?xml version='1.0'?>
<stream:stream
to='example.com'
xmlns='jabber:client'
xmlns:stream='http://etherx.jabber.org/streams'
version='1.0'>
服务器:<?xml version='1.0'?>
<stream:stream
from='example.com'
id='someid'
xmlns='jabber:client'
xmlns:stream='http://etherx.jabber.org/streams'
version='1.0'>
...其余通讯...
客户端:<message from='juliet@example.com'
xml:lang='en'>
客户端: <body>Art thou not Romeo, and a Montague?</body>
客户端:</message>
服务器:<message from='romeo@example.net'
xml:lang='en'>
服务器:<body>Neither, fair saint, if either thee dislike.</body>
服务器:</message>
客户端:</stream:stream>
服务器:</stream:stream>
以文档的观点来看,客户端或服务器发送的全部XML文本连缀在一块儿,从<stream>到</stream>构成了一个完整的XML文档。其中的stream标签就是所谓的XML Stream。在<stream>与</stream>中间的那些<message>...</message>这样的XML元素就是所谓的XML Stanza(XML节)。XMPP核心协议通讯的基本模式就是先创建一个stream,而后协商一堆安全之类的东西,中间通讯过程就是客户端发送XML Stanza,一个接一个的。服务器根据客户端发送的信息以及程序的逻辑,发送XML Stanza给客户端。可是这个过程并非一问一答的,任什么时候候都有可能从一个方发信给另一方。通讯的最后阶段是</stream>关闭流,关闭TCP/IP链接。
XML节
XML节经过XML流来发送,XMPP定义了三种顶级XML节
<iq />
<message />
<presence />
XMPP给这三种节定义了五种通用属性
to
from
id
type
xml:lang
to属性指定接收节的JID。
from属性指定发送者的JID。
id属性是可选的。而且,在接收应用(一般是一个服务器)中是惟一的。注意:流ID多是严格安全的,而且所以必须是即不能预测也不能重复的
type属性指定目的或消息上下文,出席或IQ节的详细信息。iq节的type属性有:Error,Get,Result,Set; presence节的type属性有:Available,Subscribe,Subscribed,Unsubscribe, Unsubscribed,Unavailable,Probe,Error,Invisible; message节的type属性有:Chat,Error,GroupChat,Headline,Normal
xml:lang属性值指定任意可读XML字符数据的缺省语言
<message />节定义了消息语义,<message />节可被看做“推”机制,一个实体推信息给其它实体,与EMAIL系统中发生的通讯相似。全部消息节应该拥有‘to’属性,指定有意的消息接收者;根据接收到那样的一个节,服务器应该路由或传送它到有意的接收者。
<presence />节定义了出席语义,<presence />节可被看做基本广播或“出版-订阅”机制,多实体收到他们已订阅(在这种状况下,网络可利用信息)实体的信息。总的来讲,出版实体应该发送一个不带‘to’属性的出席节,在这种状况下,与此实体相连的服务器应该广播给全部订阅实体。然而,一个出版实体也可能发送一个带有‘to’属性的出席节,此种状况下,服务器应该路由或传送节到有意的接收者。
<iq />节定义了请求语义,<iq />节可被看做一个请求-响应机制,与[HTTP]在某些方面类似。IQ语义让一个实体向其它实体请求或接收其它实体的响应成为可能。请求与响应的数据内容由IQ无素的直接子元素的命名空间声明定义,而且,交互由请求实体经过使用