XMPP協議簡單介紹

因爲博客遷移至www.coderyi.com,文章請看http://www.coderyi.com/archives/434

1爲何選擇XMPP協議

在IETF 中，把IM協議劃分爲四種協議，即即時信息和出席協議(Instant Messaging and Presence Protocol, IMPP)、出席和即時信息協議(Presence and Instant Messaging Protocol, PRIM)、針對即時信息和出席擴展的會話發起協議(Session Initiation Protocol for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions, SIMPLE)，以及可擴展的消息出席協議(XMPP)

XMPP協議的前身是Jabber，咱們採起XMPP協議主來實現IM主要是考慮XMPP協議是以XML爲基礎的，它繼承了在XML環境中靈活的發展性。這代表XMPP是可擴展的，因此XMPP信息不只能夠是簡單的文本，並且能夠攜帶複雜的數據和各類格式的文件

1.    XMPP 協議是公開的，由JSF開源社區組織開發的。XMPP 協議並不屬於任何的機構和我的，而是屬於整個社區，這一點從根本上保證了其開放性。

2.    XMPP 協議具備良好的擴展性。在XMPP 中，即時消息和到場信息都是基於XML 的結構化信息，這些信息以XML 節(XML Stanza)的形式在通訊實體間交換。XMPP 發揮了XML 結構化數據的通用傳輸層的做用，它將出席和上下文敏感信息嵌入到XML 結構化數據中，從而使數據以極高的效率傳送給最合適的資源。基於XML 創建起來的應用具備良好的語義完整性和擴展性。

3.    分佈式的網絡架構。XMPP 協議都是基於Client/Server 架構，可是XMPP協議自己並無這樣的限制。網絡的架構和電子郵件十分類似，但沒有結合任何特定的網絡架構，適用範圍很是普遍。

4.    XMPP 具備很好的彈性。XMPP 除了可用在即時通訊的應用程序，還能用在網絡管理、內容供稿、協同工具、檔案共享、遊戲、遠端系統監控等。

5.    安全性。XMPP在Client-to-Server通訊，和Server-to-Server通訊中都使用TLS (Transport Layer Security)協議做爲通訊通道的加密方法，保證通訊的安全。任何XMPP服務器能夠獨立於公衆XMPP網絡（例如在企業內部網絡中），而使用SASL及TLS等技術更加加強了通訊的安全性。以下圖所示：

2 xmpp的基本網絡結構

XMPP是一個典型的C/S架構，而不是像大多數即時通信軟件同樣，使用P2P客戶端到客戶端的架構，也就是說在大多數狀況下，當兩個客戶端進行通信時，他們的消息都是經過服務器傳遞的(也有例外，例如在兩個客戶端傳輸文件時)．採用這種架構，主要是爲了簡化客戶端，將大多數工做放在服務器端進行，這樣，客戶端的工做就比較簡單，並且，當增長功能時，多數是在服務器端進行．XMPP服務的框架結構以下圖所示．XMPP中定義了三個角色，XMPP客戶端，XMPP服務器、網關．通訊可以在這三者的任意兩個之間雙向發生．服務器同時承擔了客戶端信息記錄、鏈接管理和信息的路由功能．網關承擔着與異構即時通訊系統的互聯互通，異構系統能夠包括SMS(短信)、MSN、ICQ等．基本的網絡形式是單客戶端經過TCP／IP鏈接到單服務器，而後在之上傳輸XML，工做原理是：

(1)節點鏈接到服務器；(2)服務器利用本地目錄系統中的證書對其認證；(3)節點指定目標地址，讓服務器告知目標狀態；(4)服務器查找、鏈接並進行相互認證；(5)節點之間進行交互．

2.1 XMPP客戶端

XMPP 系統的一個設計標準是必須支持簡單的客戶端。事實上，XMPP 系統架構對客戶端只有不多的幾個限制。一個XMPP 客戶端必須支持的功能有：

1. 經過 TCP 套接字與XMPP 服務器進行通訊；

2. 解析組織好的 XML 信息包；

3. 理解消息數據類型。

XMPP 將複雜性從客戶端轉移到服務器端。這使得客戶端編寫變得很是容易，更新系統功能也一樣變得容易。XMPP 客戶端與服務端經過XML 在TCP 套接字的5222 端口進行通訊，而不須要客戶端之間直接進行通訊。

基本的XMPP 客戶端必須實現如下標準協議（XEP-0211）：

RFC3920 核心協議Core

RFC3921 即時消息和出席協議Instant Messaging and Presence

XEP-0030 服務發現Service Discovery

XEP-0115 實體能力Entity Capabilities

 

2.2 XMPP服務器

XMPP 服務器遵循兩個主要法則：

l  監聽客戶端鏈接，並直接與客戶端應用程序通訊；

l  與其餘 XMPP 服務器通訊；

XMPP開源服務器通常被設計成模塊化，由各個不一樣的代碼包構成，這些代碼包分別處理Session管理、用戶和服務器之間的通訊、服務器之間的通訊、DNS（Domain Name System）轉換、存儲用戶的我的信息和朋友名單、保留用戶在下線時收到的信息、用戶註冊、用戶的身份和權限認證、根據用戶的要求過濾信息和系統記錄等。另外，服務器能夠經過附加服務來進行擴展，如完整的安全策略，容許服務器組件的鏈接或客戶端選擇，通向其餘消息系統的網關。

基本的XMPP 服務器必須實現如下標準協議

RFC3920 核心協議Core

RFC3921 即時消息和出席協議Instant Messaging and Presence

XEP-0030 服務發現Service Discovery

 2.3 XMPP網關

XMPP 突出的特色是能夠和其餘即時通訊系統交換信息和用戶在線情況。因爲協議不一樣，XMPP 和其餘系統交換信息必須經過協議的轉換來實現，目前幾種主流即時通訊協議都沒有公開，因此XMPP 服務器自己並無實現和其餘協議的轉換，但它的架構容許轉換的實現。實現這個特殊功能的服務端在XMPP 架構裏叫作網關(gateway)。目前，XMPP 實現了和AIM、ICQ、IRC、MSN Massager、RSS0.9 和Yahoo Massager 的協議轉換。因爲網關的存在，XMPP 架構事實上兼容全部其餘即時通訊網絡，這無疑大大提升了XMPP 的靈活性和可擴展性。

3服務器端介紹

3.1 什麼是Openfire

Openfire 採用Java開發，開源的實時協做（RTC）服務器基於XMPP（Jabber）協議。您可使用它輕易的構建高效率的即時通訊服務器.

Openfire安裝和使用都很是簡單，並利用Web進行管理。單臺服務器可支持上萬併發用戶。

因爲是採用開放的XMPP協議，您可使用各類支持XMPP協議的IM客戶端軟件登錄服務.

3.2  爲何使用Openfire

A、Openfire爲Java開源項目

B、 採用開放的XMPP協議

C、 有多種針對不通系統的版本

D、使用Socket通信

E、 單臺服務器可支持上萬併發用戶,搭建分佈式雲服務器可輕鬆提供大量併發用戶。

F、 Socket長鏈接

G、服務器穩定

H、提供接口，可本身開發插件

4 XMPP協議的組成

RFC 3920 XMPP：核心。定義了XMPP 協議框架下應用的網絡架構，引入了XML Stream（XML 流）與XML Stanza（XML 節），並規定XMPP 協議在通訊過程當中使用的XML 標籤。使用XML 標籤從根本上說是協議開放性與擴展性的須要。此外，在通訊的安全方面，把TLS 安全傳輸機制與SASL 認證機制引入到內核，與XMPP 進行無縫的鏈接，爲協議的安全性、可靠性奠基了基礎。Core 文檔還規定了錯誤的定義及處理、XML 的使用規範、JID（Jabber Identifier，Jabber 標識符）的定義、命名規範等等。因此這是全部基於XMPP 協議的應用都必需支持的文檔。

RFC 3921：用戶成功登錄到服務器以後，發佈更新本身的在線好友管理、發送即時聊天消息等業務。全部的這些業務都是經過三種基本的XML 節來完成的：IQ Stanza（IQ 節）, Presence Stanza（Presence 節）, Message Stanza（Message 節）。RFC3921 還對阻塞策略進行了定義，定義是多種阻塞方式。能夠說，RFC3921 是RFC3920 的充分補充。兩個文檔結合起來，就造成了一個基本的即時通訊協議平臺，在這個平臺上能夠開發出各類各樣的應用。

XEP-0030 服務搜索。一個強大的用來測定XMPP 網絡中的其它實體所支持特性的協議。

XEP-0115 實體性能。XEP-0030 的一個經過即時出席的定製，能夠實時改變交變廣告功能。

XEP-0045 多人聊天。一組定義參與和管理多用戶聊天室的協議，相似於Internet 的Relay Chat，具備很高的安全性。

XEP-0096 文件傳輸。定義了從一個XMPP 實體到另外一個的文件傳輸。

XEP-0124 HTTP 綁定。將XMPP 綁定到HTTP 而不是TCP，主要用於不可以持久的維持與服務器TCP 鏈接的設備。

XEP-0166 Jingle。規定了多媒體通訊協商的總體架構。

XEP-0167 Jingle Audio Content Description Format。定義了從一個XMPP 實體到另外一個的語音傳輸過程。

XEP-0176 Jingle ICE（Interactive Connectivity Establishment）Transport。ICE傳輸機制，文件解決了如何讓防火牆或是NAT（Network Address Translation）保護下的實體創建鏈接的問題。

XEP-0177 Jingle Raw UDP Transport。純UDP 傳輸機制，文件講述瞭如何在沒有防火牆且在同一網絡下創建鏈接的。

XEP-0180 Jingle Video Content Description Format。定義了從一個XMPP 實體到另外一個的視頻傳輸過程。

XEP-0181 Jingle DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）。

XEP-0183 Jingle Telepathy Transport Method。

5 XMPP地址格式

一個實體在XMPP網絡結構中被稱爲一個接點，它有惟一的標示符jabber identifier(JID)，即實體地址，用來表示一個Jabber用戶，可是也能夠表示其餘內容，例如一個聊天室．一個有效的JID包括一系列元素：(1)域名(domain identifier)；(2)節點(node identifier)；(3)源(resource identifier)．它的格式是node@domain/resource，node@domain ，相似電子郵件的地址格式．domain用來表示接點不一樣的設備或位置，這個是可選的，例如a在Server1上註冊了一個用戶，用戶名爲doom，那麼a的JID就是doom@serverl，在發送消息時，指明doom@serverl就能夠了，resource能夠不用指定，但a在登陸到這個Server時，fl的JID多是doom@serverl、exodus(若是a用Exodus軟件登陸)，也多是doom@serverl/psi(若是a用psi軟件登陸)．資源只用來識別屬於用戶的位置或設備等，一個用戶能夠同時以多種資源與同一個XMPP服務器鏈接。

6 XMPP消息格式

XMPP通訊原語有3種：message、presence和iq。

6.1 message

message是一種基本推送消息方法，它不要求響應。主要用於IM、groupChat、alert和notification之類的應用中。

主要屬性以下：

6.1.1 type屬性，它主要有5種類型：

• normal：相似於email，主要特色是不要求響應；

• chat：相似於qq裏的好友即時聊天，主要特色是實時通信；

• groupchat：相似於聊天室裏的羣聊；

• headline：用於發送alert和notification；

• error：若是發送message出錯，發現錯誤的實體會用這個類別來通知發送者出錯了；

6.1.2 to屬性：標識消息的接收方。

6.1.3 from屬性：指發送方的名字或標示。爲防止地址外泄，這個地址一般由發送者的server填寫，而不是發送者。

載荷（payload）：例如body，subject,thread

例子：

<message 

  to="lily@jabber.org/contact" 

  type="chat" >

    <body> 你好，在忙嗎</body>

</message>

6.2 presence

presence用來代表用戶的狀態，如：online、away、dnd(請勿打擾)等。當改變本身的狀態時，就會在stream的上下文中插入一個Presence元素，來代表自身的狀態。要想接受presence消息，必須通過一個叫作presence subscription的受權過程。

6.2.1 屬性：

6.2.1.1 type屬性，非必須。有如下類別

• subscribe：訂閱其餘用戶的狀態

• probe：請求獲取其餘用戶的狀態

• unavailable：不可用，離線（offline）狀態

6.2.1.2 to屬性：標識消息的接收方。

6.2.1.3 from屬性：指發送方的名字或標示。

6.2.2 載荷（payload）：

6.2.2.1 show：

• chat：聊天中

• away：暫時離開

• xa：eXtend Away，長時間離開

• dnd：勿打擾

6.2.2.2 status：格式自由，可閱讀的文本。也叫作rich presence或者extended presence，經常使用來表示用戶當前心情，活動，聽的歌曲，看的視頻，所在的聊天室，訪問的網頁，玩的遊戲等等。

6.2.2.3 priority：範圍-128~127。高優先級的resource能接受發送到bare JID的消息，低優先級的resource不能。優先級爲負數的resource不能收到發送到bare JID的消息。

例子：

<presence from="alice@wonderland.lit/pda">

  <show>xa</show>

  <status>down the rabbit hole!</status>

</presence>

6.3 iq （Info / Query）

一種請求／響應機制，從一個實體從發送請求，另一個實體接受請求，並進行響應。例如，client在stream的上下文中插入一個元素，向Server請求獲得本身的好友列表，Server返回一個，裏面是請求的結果。

主要的屬性是type。包括:

• Get :獲取當前域值。相似於http get方法。

• Set :設置或替換get查詢的值。相似於http put方法。

• Result :說明成功的響應了先前的查詢。相似於http狀態碼200。

• Error: 查詢和響應中出現的錯誤。

例子：

<iq from="alice@wonderland.lit/pda" 

    id="rr82a1z7"

    to="alice@wonderland.lit" 

    type="get">

  <query xmlns="jabber:iq:roster"/>

</iq>

XMPP 3920 最靠譜的中文翻譯文檔

http://wenku.baidu.com/view/563b1ebff121dd36a32d8225.html

XMPP-RFC3921中文

http://wenku.baidu.com/view/37ac3efafab069dc502201c7.html