即时通讯系列阅读
1. 即时通讯简介
即时通讯(Instant Messaging)是目前Internet 上最为流行的通讯方式,各种各样的即时通讯软件也层出不穷;服务提供商也提供了越来越丰富的通讯服务功能。不容置疑,Internet 已经成为真正的信息高速公路。从实际工程应用角度出发,以计算机网络原理为指导,结合当前网络中的一些常用技术,编程实现基于C/S 架构的网络聊天工具是切实可行的。
目前,中国市场上的企业级即时通信工具主要包括:信鸽、视高科技的视高可视协同办公平台、263EM、群英CC2010、通软联合的GoCom、腾讯公司的RTX、IBM 的Lotus Sametime、点击科技的GKE、中国互联网办公室的imo、中国移动的企业飞信、华夏易联的e-Link、擎旗的UcStar 等。相对于个人即时通信工具而言,企业级即时通信工具更加强调安全性、实用性、稳定性和扩展性
1.1 即时聊天的解决方案
- socket:套接字,连接需要
ip
和端口
,分为tcp和udp两种形式 - xmpp:xmpp + openfire + asmack
1.2 常见协议
1.3 常见的术语
- xmpp:基于xml的可拓展协议.
- jabber:xmpp的前身.
- openfire:支持xmpp的开源服务器
- smack.jar:对xmpp协议封装.方便开发的jar包.
- spark.exe:基于xmpp的pc客户端;
- asmack.jar:smack.jar的精简版.专门针对android端开发
2. 基本概念和原理
2.1 常用的网络通信协议
TCP/IP:Transmission Control Protocol/Internet Protocol 的简写,中译名为传输控制协议/因特网互联协议,又名网络通讯协议,是Internet 最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础,由网络层的IP 协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4 层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。通俗而言:TCP 负责发现传输的问题,一有问题就发出信号,要求重新传输,直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP 是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
UDP:UDP 协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP 协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI 模型中,在第四层——传输层,处于IP 协议的上一层。UDP 有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。UDP 用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP 协议从问世至今已经被使用了很多年,虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖,但是即使是在今天UDP 仍然不失为一项非常实用和可行的网络传输层协议。
TCP/IP 协议栈主要分为四层:应用层、传输层、网络层、数据链路层,每层都有相应的协议,如下图:
所谓的协议就是双方进行数据传输的一种格式。
2.2 TCP、UDP 特点对比
TCP 协议是面向连接、保证高可靠性(数据无丢失、数据无失序、数据无错误、数据无重复到达)传输层协议。UDP 协议也是传输层协议,它是无连接,不保证可靠的传输层协议。
2.3 TCP 三次握手过程
1、请求端(通常称为客户)发送一个SYN 段指明客户打算连接的服务器的端口,以及初始序号(ISN)
2、服务器发回包含服务器的初始序号的SYN 报文段(报文段2)作为应答。同时,将确认序号设置为客户的ISN加1 以对客户的SYN 报文段进行确认。
TCP | UDP |
---|---|
面向连接 | 面向非连接 |
可靠的连接 | 不可靠的连接 |
速度慢 | 速度快 |
大文件、重要的数据等 | 适合小数据、不重要 |
3、客户必须将确认序号设置为服务器的ISN 加1 以对服务器的SYN 报文段进行确认(报文段3)这三个报文段完成连接的建立。这个过程也称为三次握手(three-way handshake)。
上面的过程如下图所示:
2.4 即时通讯形式
直接通讯
两个不同客户端之间不经过服务器,直接通过网络进行数据的交互。常用的p2p 技术就是直接通讯的形式。
在线代理通讯
一个客户端发送的消息先发送到服务器,服务器接收到消息后再发送给指定的另外一个客户端。QQ 的消息
尤其是离线消息就是同在线代理的方式实现的。
离线代理通讯
一个客户端发送消息给服务器,服务器存储在数据库中个,当另外一个客户端上线后在发送过去。
离线扩展通讯
一个客户端发送消息给服务器,服务器通过邮件、短信等其他形式将消息发送给接收者。
3. ServerSocket 和Socket
3.1 使用Java 完成简单的Socket 通信
在Java 中Socket 可以理解为客户端或者服务器端的一个特殊的对象,这个对象有两个关键的方法,一个是getInputStream 方法,另一个是getOutputStream 方法。getInputStream 方法可以得到一个输入流,客户端的Socket对象上的getInputStream 方法得到的输入流其实就是从服务器端发回的数据流。GetOutputStream 方法得到一个输出流,客户端Socket 对象上的getOutputStream 方法返回的输出流就是将要发送到服务器端的数据流,(其实是一个缓冲区,暂时存储将要发送过去的数据)。
下面就让我们写一个简单的Demo 来演示Socket 是如何使用的。
建立服务器类
服务类使用到的核心类的是ServerSocket。这里我们只需要建立一个Java Project 即可。
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建立客户端类
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在上面的代码中我们仅仅实现了一个最简单的服务器和客户端,服务器启动起来后只能接受到一次消息,然后就关闭了。如果想让服务器一直运行,应该通过死循环来处理不同的发送进来的消息。
4. Socket调试工具
TCP/UDP Socket调试工具提供了TCP Server,TCP Client,UDP Server,UDP Client,UDP Group 五种Socket调试方案
4.1 TCP
4.1.1 手机作为Client,PC作为Server
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4.1.2 手机作为Server,PC作为Client
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4.2 UDP
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IpUtil.java