XMPP协议学习笔记二 - nomousewch的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET
- 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通讯，即通过Socket建立两台电脑之间的连接，然后发送IO流来进行即时通讯，我们现在所使用的IM软件尽管看上去非常复杂，但是基本的原理和以上的差不多，无非是采用服务器<>客户端的架构，通过登陆到服务器来获取个人资料和好友，然后聊天时直接通过IP和好友进行即时通讯。
- 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讯软件一样，使用P2P客户端到客户端的架构，也就是说在大多数情况下，当两个客户端进行通讯时，他们的消息都是通过服务器传递的(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，将大多数工作放在服务器端进行，这样，客户端的工作就比较简单，而且，当增加功能时，多数是在服务器端进行．XMPP服务的框架结构如下图所示．XMPP中定义了三个角色，XMPP客户端，XMPP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，工作原理是：
- 节点连接到服务器；
- 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、连接并进行相互认证；
- 节点之间进行交互。
XMPP协议的传输是通过XML文件来传输的，并且不是类似于QQ的点对点通讯，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通讯流程可以如下：
- 首先，由客户端连接到服务器，客户端通过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，如果验证成功，服务器会发送一个XML文件给客户端表明已经登录成功。
- 登陆成功后，客户端可以通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（其实是向服务器发送，服务器收到后会转发给对应的好友），好友收到。
通过以上的流程，一此基本的通讯得以达成。
（上图为XMPP的一个实现Openfire+Smack+Spark的实现）
- XMPP协议的一些概念
通过以上简介，我们了解了XMPP协议的基本流程，下面来了解一个XML中一些基本的概念。
- XMPP地址
一个实体在XMPP网络结构中被称为一个节点，它有唯一的标示符jabber identifier(JID)，即实体地址，用来表示一个用户，但是也可以表示其他内容，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，类似电子邮件的地址格式．domain用来表示接点不同的设备或位置，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就可以了，resource可以不用指定，但a在登录到这个Server时，fl的JID可能是doom@serverl、exodus(如果a用Exodus软件登录)，也可能是doom@serverl/psi(如果a用psi软件登录)．资源只用来识别属于用户的位置或设备等，一个用户可以同时以多种资源与同一个XMPP服务器连接。
- XMPP的XML流
即时通讯的聊天是指上就是二进制流或者字符流。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。
举个例子看看所谓的XML流是什么样子的？
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'>
...其他通信...
客户端：<message from='juliet@example.com'
to='romeo@example.net'
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'
to='juliet@example.com'
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所有XML文本连缀在一起，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核心协议通信的基本模式就是先建立一个stream，然后协商一堆安全之类的东西，中间通信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。但是这个过程并不是一问一答的，任何时候都有可能从一个方发信给另外一方。通信的最后阶段是</stream>关闭流，关闭TCP/IP连接。
- XML节
XML节通过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。并且，在接收应用（通常是一个服务器）中是唯一的。注意：流ID可能是严格安全的，并且因此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 />节可被看作“推”机制，一个实体推信息给其它实体，与EMAIL系统中发生的通信类似。所有消息节应该拥有‘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 />节可被看作基本广播或“出版-订阅”机制，多实体收到他们已订阅（在这种情况下，网络可利用信息）实体的信息。总的来说，出版实体应该发送一个不带‘to’属性的出席节，在这种情况下，与此实体相连的服务器应该广播给所有订阅实体。然而，一个出版实体也可能发送一个带有‘to’属性的出席节，此种情况下，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 />节可被看作一个请求－响应机制，与[HTTP]在某些方面相似。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，并且，交互由请求实体通过使用‘id’属性来跟踪。因此，IQ交互遵从结构化数据交换的一个通用模式，此交换例如得到/结果或设置/结果（虽然如果合适的话，对一个请求的响应可能会以错误返回）。
