解析XMPP協(xié)議分析與應(yīng)用

XMPP是一種基于XML的協(xié)議，它繼承了在XML環(huán)境中靈活的發(fā)展性。因此，基于XMPP的應(yīng)用具有超強的可擴展性。經(jīng)過擴展以后的XMPP可以通過發(fā)送擴展的信息來處理用戶的需求，以及在XMPP的頂端建立如內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)和基于地址的服務(wù)等應(yīng)用程 序。而且，XMPP包含了針對服務(wù)器端的軟件協(xié)議，使之能與另一個進行通話，這使得開發(fā)者更容易建立客戶應(yīng)用程序或給一個配好系統(tǒng)添加功能。XMPP（可擴展消息處理現(xiàn)場協(xié)議）是基于可擴展標記語言（XML）的協(xié)議，它用于即時消息（IM）以及在線現(xiàn)場探測。它在促進服務(wù)器之間的準即時操作。這個協(xié)議可能最終允許因特網(wǎng)用戶向因特網(wǎng)上的其他任何人發(fā)送即時消息，即使其操作系統(tǒng)和瀏覽器不同。XMPP的前身是Jabber，一個開源形式組織產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)即時通信協(xié)議。XMPP目前被IETF國際標準組織完成了標準化工作。

　　1 XMPP的地址和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　1.1 實體地址

　　XMPP整體框架如圖1所示。圖中，XMPP框架的各類實體（如XMPP客戶、服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)等）的地址稱為甲吧地址（Jabber Identifier，JID）。JID惟一確定進行即時消息和在線狀態(tài)信息通信的獨立對象或?qū)嶓w，并可兼容其他即時通信系統(tǒng)（如MSN等）相應(yīng)的實體標識及其在線狀態(tài)信息。其語法規(guī)則為：[節(jié)點″@″] 域名[″/″資源]，其中各個域的長度不能超過1 023 字節(jié)，總長度最大為3 071字節(jié)。

　　XMPP中定義了三個角色，客戶端，服務(wù)器，網(wǎng)關(guān)。通信能夠在這三者的任意兩個之間雙向發(fā)生。服務(wù)器同時承擔了客戶端信息記錄，連接管理和信息的路由功能。網(wǎng)關(guān)承擔著與異構(gòu)即時通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通，異構(gòu)系統(tǒng)可以包括SMS（短信），MSN，ICQ等?；镜木W(wǎng)絡(luò)形式是單客戶端通過TCP/IP連接到單服務(wù)器，然后在之上傳輸XML。傳輸?shù)氖桥c即時通訊相關(guān)的指令。在以前這些命令要么用2進制的形式發(fā)送（比如QQ），要么用純文本指令加空格加參數(shù)加換行苻的方式發(fā)送（比如MSN）。而XMPP傳輸?shù)募磿r通訊指令的邏輯與以往相仿，只是協(xié)議的形式變成了XML格式的純文本。這不但使得解析容易了，人也容易閱讀了，方便了開發(fā)和查錯。而XMPP的核心部分就是一個在網(wǎng)絡(luò)上分片斷發(fā)送XML的流協(xié)議。這個流協(xié)議是XMPP的即時通訊指令的傳遞基礎(chǔ)，也是一個非常重要的可以被進一步利用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)協(xié)議。所以可以說，XMPP用TCP傳的是XML流。

　　域名指定了實體連接的XMPP服務(wù)器。每個可用XMPP服務(wù)器都擁有一個完整域名，域名可在域名系統(tǒng)（DNS）中查找；節(jié)點可表示某用戶、一類應(yīng)用或某項服務(wù)，所有節(jié)點都對應(yīng)一個精確的域名；資源用來識別屬于用戶的特殊對象（如設(shè)備或位置），允許一個用戶同時以多個資源與同一XMPP服務(wù)器連接。

　　1.2 XMPP的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　由于XMPP是基于XML的協(xié)議，因此用戶可根據(jù)自己的需要定義標記，表述幾乎任何一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并可方便地創(chuàng)建定制的應(yīng)用或增加功能。

　　1.2.1 三個頂級XML元素

　　XMPP定義的3個關(guān)鍵頂級XML元素為message/>、presence/>和iq/>（info/query），每個元素都可以通過屬性和名字空間包含大量數(shù)據(jù)，其屬性和名字空間都是XMPP的組成部分。

　　message/>元素用來包含2個XMPP實體間互相發(fā)送的消息內(nèi)容；presence/>元素表示實體可用性信息，可用性信息有“可用”和“不可用”2種；iq/>元素用來構(gòu)建2個實體間的會話，并且允許實體間來回傳送XML格式的請求和響應(yīng)以便取得或設(shè)置公共的用戶信息，如名字等。

　　即時通信中名字沖突問題使用XML的命名空間特性來解決。XML命名空間定義了一種將XML中使用的元素和屬性與統(tǒng)一資源定位符（Uniform Resource Locator，URL）引用聯(lián)系起來對元素和屬性進行定義的方法?！〗y(tǒng)一資源定位符（URL）是用于完整地描述Internet上網(wǎng)頁和其他資源的地址的一種標識方法。Internet上的每一個網(wǎng)頁都具有一個唯一的名稱標識，通常稱之為URL地址，這種地址可以是本地磁盤，也可以是局域網(wǎng)上的某一臺計算機，更多的是Internet上的站點。簡單地說，URL就是Web地址，俗稱“網(wǎng)址”。

　　1.2.2 XMPP的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　從結(jié)構(gòu)上看，XMPP有3種數(shù)據(jù)：XML流、流認證和XML節(jié)。XML流是實體交換XML元素的容器，以stream>開始，以/stream>結(jié)束，是通信雙方采用異步方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴史椒?，在整個XMPP通信過程中處于最外層；XML節(jié)是實體通過XML流傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)化信息單元，在XML流中以深度為1的子標記開頭，并以深度為1的子標記結(jié)束，這些標記為message/>、presence/>和iq/>。

　　XMPP為XML流扮演通用“傳輸層”的角色。XML流中包含傳輸?shù)恼J證信息和現(xiàn)場消息，XMPP能使數(shù)據(jù)高效路由至最合適的請求源，并最大限度地簡化客戶機上的實現(xiàn)，使跨應(yīng)用實時交流信息成為可能。

　　2 工作過程

　?。?）節(jié)點（如yb、pt）向本地服務(wù)器連接。

　　①XMPP用戶通過開啟一個從客戶端到服務(wù)器端的XML流，來申請一個在服務(wù)器上的Socket連接。

　　SEND： stream：stream

　　to=′sdpt.com′

　　xmlns=′jabber：client′

　　xmlns：stream=′http：//etherx.jabber.org/streams′>

　?、诜?wù)器通過開啟一個從服務(wù)器到客戶端的XML流進行回復(fù)。

　　RECV： stream：stream

　　from=′sdpt.com′

　　id=′180763465′

　　xmlns=′jabber：client′

　　xmlns：stream=′http：//etherx.jabber.org/streams′>

　　（2）節(jié)點向本地服務(wù)器申請登錄。

　?、儆脩粼儐柕卿浄?wù)器時需提供的信息。

　　SEND： iq id=′2′ type=′get′>

　　query xmlns=′jabber：iq：auth′>

　　username>yb/username>

　　/query>

　　/iq>

　?、诜?wù)器回應(yīng)用戶，告知用戶登錄所需要的信息。

　?、塾脩籼峁┧璧男畔ⅰ?/p>

　?、芊?wù)器響應(yīng)一個空的類型為“result”的iq元素，表明登錄成功。

　　RECV：iq id=′3′ type=′result′/>

　?、輞b用戶發(fā)送當前狀態(tài)給服務(wù)器，表明其在線。

　　SEND： presence>

　　status>Online/status>

　　/presence>

　?。?）用戶獲得花名冊，好友增加一個聯(lián)系人（如yb獲知朋友sd在線）。

　?。?）用戶間發(fā)送消息（如yb向sd發(fā)送消息）。

　　用戶發(fā)送一條消息：

　　SEND： message to′sd@jabber.org′>

　　body>Where are you?/body>

　　/message>

　　服務(wù)器會根據(jù)XMPP用戶的會話信息加上一個源地址，這樣接收者收到消息時，消息中已經(jīng)包含了源地址。

　?。?）XMPP服務(wù)器根據(jù)目標JID中的域名查找、連接到目標服務(wù)器并進行認證（如sdpt.com使用DNS查找jabber.org，連接到j(luò)abber.org服務(wù)器上并進行認證）。

　　（6）XMPP服務(wù)器jabber.org證實sd連接到該服務(wù)器上，yb被授權(quán)與sd進行通信。

　?。?）數(shù)據(jù)在yb與sd間流動。

　　（8）用戶退出，退出時只需要關(guān)閉stream>。