Tigase开发笔记1：深入认识XMPP协议
转载： https://blog.csdn.net/hurryjiang/article/details/47974169
要学习基于XMPP协议的IM开发，首先要熟悉XMPP协议本身。
XMPP协议的组成
主要的XMPP 协议范本及当今应用很广的XMPP 扩展：
RFC 3920 XMPP：核心。定义了XMPP 协议框架下应用的网络架构，引入了XML Stream（XML 流）与XML Stanza（XML 节），并规定XMPP 协议在通信过程中使用的XML 标签。使用XML 标签从根本上说是协议开放性与扩展性的需要。此外，在通信的安全方面，把TLS 安全传输机制与SASL 认证机制引入到内核，与XMPP 进行无缝的连接，为协议的安全性、可靠性奠定了基础。Core 文档还规定了错误的定义及处理、XML 的使用规范、JID（Jabber Identifier，Jabber 标识符）的定义、命名规范等等。所以这是所有基于XMPP 协议的应用都必需支持的文档。
RFC 3921：用户成功登陆到服务器之后，发布更新自己的在线好友管理、发送即时聊天消息等业务。所有的这些业务都是通过三种基本的XML 节来完成的：IQ Stanza（IQ 节）, Presence Stanza（Presence 节）, Message Stanza（Message 节）。RFC3921 还对阻塞策略进行了定义，定义是多种阻塞方式。可以说，RFC3921 是RFC3920 的充分补充。两个文档结合起来，就形成了一个基本的即时通信协议平台，在这个平台上可以开发出各种各样的应用。
XEP-0030 服务搜索。一个强大的用来测定XMPP 网络中的其它实体所支持特性的协议。
XEP-0115 实体性能。XEP-0030 的一个通过即时出席的定制，可以实时改变交变广告功能。
XEP-0045 多人聊天。一组定义参与和管理多用户聊天室的协议，类似于Internet 的Relay Chat，具有很高的安全性。
XEP-0096 文件传输。定义了从一个XMPP 实体到另一个的文件传输。
XEP-0124 HTTP 绑定。将XMPP 绑定到HTTP 而不是TCP，主要用于不能够持久的维持与服务器TCP 连接的设备。
XEP-0166 Jingle。规定了多媒体通信协商的整体架构。
XEP-0167 Jingle Audio Content Description Format。定义了从一个XMPP 实体到另一个的语音传输过程。
XEP-0176 Jingle ICE（Interactive Connectivity Establishment）Transport。ICE传输机制，文件解决了如何让防火墙或是NAT（Network Address Translation）保护下的实体建立连接的问题。
XEP-0177 Jingle Raw UDP Transport。纯UDP 传输机制，文件讲述了如何在没有防火墙且在同一网络下建立连接的。
XEP-0180 Jingle Video Content Description Format。定义了从一个XMPP 实体到另一个的视频传输过程。
XEP-0181 Jingle DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）。
XEP-0183 Jingle Telepathy Transport Method。
XMPP协议网络架构
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：
(1)节点连接到服务器；(2)服务器利用本地目录系统中的证书对其认证；(3)节点指定目标地址，让服务器告知目标状态；(4)服务器查找、连接并进行相互认证；(5)节点之间进行交互．
XMPP客户端
XMPP 系统的一个设计标准是必须支持简单的客户端。事实上，XMPP 系统架构对客户端只有很少的几个限制。一个XMPP 客户端必须支持的功能有：
1. 通过 TCP 套接字与XMPP 服务器进行通信；
2. 解析组织好的 XML 信息包；
3. 理解消息数据类型。
XMPP 将复杂性从客户端转移到服务器端。这使得客户端编写变得非常容易，更新系统功能也同样变得容易。XMPP 客户端与服务端通过XML 在TCP 套接字的5222 端口进行通信，而不需要客户端之间直接进行通信。
基本的XMPP 客户端必须实现以下标准协议（XEP-0211）：
RFC3920 核心协议Core
RFC3921 即时消息和出席协议Instant Messaging and Presence
XEP-0030 服务发现Service Discovery
XEP-0115 实体能力Entity Capabilities
XMPP服务器
XMPP 服务器遵循两个主要法则：
l 监听客户端连接，并直接与客户端应用程序通信；
l 与其他 XMPP 服务器通信；
XMPP开源服务器一般被设计成模块化，由各个不同的代码包构成，这些代码包分别处理Session管理、用户和服务器之间的通信、服务器之间的通信、DNS（Domain Name System）转换、存储用户的个人信息和朋友名单、保留用户在下线时收到的信息、用户注册、用户的身份和权限认证、根据用户的要求过滤信息和系统记录等。另外，服务器可以通过附加服务来进行扩展，如完整的安全策略，允许服务器组件的连接或客户端选择，通向其他消息系统的网关。
基本的XMPP 服务器必须实现以下标准协议
RFC3920 核心协议Core
RFC3921 即时消息和出席协议Instant Messaging and Presence
XEP-0030 服务发现Service Discovery
XMPP网关
XMPP 突出的特点是可以和其他即时通信系统交换信息和用户在线状况。由于协议不同，XMPP 和其他系统交换信息必须通过协议的转换来实现，目前几种主流即时通信协议都没有公开，所以XMPP 服务器本身并没有实现和其他协议的转换，但它的架构允许转换的实现。实现这个特殊功能的服务端在XMPP 架构里叫做网关(gateway)。目前，XMPP 实现了和AIM、ICQ、IRC、MSN Massager、RSS0.9 和Yahoo Massager 的协议转换。由于网关的存在，XMPP 架构事实上兼容所有其他即时通信网络，这无疑大大提高了XMPP 的灵活性和可扩展性。
XMPP地址格式
一个实体在XMPP网络结构中被称为一个接点，它有唯一的标示符jabber identifier(JID)，即实体地址，用来表示一个Jabber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消息格式
XMPP中定义了3个顶层XML元素: Message、Presence、IQ，下面针对这三种元素进行介绍。
<Message>
用于在两个jabber用户之间发送信息。Jsm(jabber会话管理器)负责满足所有的消息，不管目标用户的状态如何。如果用户在线jsm立即提交;否则jsm就存储。
To :标识消息的接收方。
from : 指发送方的名字或标示(id)o
Text: 此元素包含了要提交给目标用户的信息。
结构如下所示:
<message to= ‘lily@jabber.org/contact’ type =’chat’>
<body> 你好，在忙吗</body>
</message>
<Presence>
用来表明用户的状态，如：online、away、dnd(请勿打扰)等。当用户离线或改变自己的状态时，就会在stream的上下文中插入一个Presence元素，来表明自身的状态．结构如下所示：
<presence>
From =‘lily @ jabber.com/contact’
To = ‘yaoman @ jabber.com/contact'
<status> Online </status>
</presence>
<presence>元素可以取下面几种值:
Probe :用于向接受消息方法发送特殊的请求
subscribe:当接受方状态改变时，自动向发送方发送presence信息。
< IQ >
一种请求／响应机制，从一个实体从发送请求，另外一个实体接受请求，并进行响应．例如，client在stream的上下文中插入一个元素，向Server请求得到自己的好友列表，Server返回一个，里面是请求的结果．
<iq > 主要的属性是type。包括:
Get :获取当前域值。
Set :设置或替换get查询的值。
Result :说明成功的响应了先前的查询。
Error: 查询和响应中出现的错误。
结构如下所示:
<iq from =‘lily @ jabber.com/contact’id=’1364564666’ Type=’result’>
另外协议中还有一些概念需要重复一下，便于理解!
什么是stanza（节）？
消息节点（类似于xml中的节点元素），可以理解为各种各样的消息节点(plugin可以对这些自定义消息进行针对性识别和处理).
RFC 3920 XMPP：核心。定义了XMPP 协议框架下应用的网络架构，引入了XML Stream（XML 流）与XML Stanza（XML 节），并规定XMPP 协议在通信过程中使用的XML 标签。使用XML 标签从根本上说是协议开放性与扩展性的需要。此外，在通信的安全方面，把TLS 安全传输机制与SASL 认证机制引入到内核，与XMPP 进行无缝的连接，为协议的安全性、可靠性奠定了基础。Core 文档还规定了错误的定义及处理、XML 的使用规范、JID（Jabber Identifier，Jabber 标识符）的定义、命名规范等等。所以这是所有基于XMPP 协议的应用都必需支持的文档。
RFC 3921：用户成功登陆到服务器之后，发布更新自己的在线好友管理、发送即时聊天消息等业务。所有的这些业务都是通过三种基本的XML 节来完成的：IQ Stanza（IQ 节）, Presence Stanza（Presence 节）, Message Stanza（Message 节）。RFC3921 还对阻塞策略进行了定义，定义是多种阻塞方式。可以说，RFC3921 是RFC3920 的充分补充。两个文档结合起来，就形成了一个基本的即时通信协议平台，在这个平台上可以开发出各种各样的应用。
什么是JID？
XMPP的地址叫做JabberID（简写为JID），它用来标示XMPP网络中的各个XMPP实体。JID由三部分组成：domain，node identifier和resource。JID中domain是必不可少的部分。注意：domain和user部分是不分大小写的，但是resource区分大小写。
jid = [ node "@" ] domain [ "/" resource ]
domain = fqdn / address-literal
fqdn = (sub-domain 1*("." sub-domain))
sub-domain = (internationalized domain label)
address-literal = IPv4address / IPv6address
domain：通常指网络中的网关或者服务器。
node identifier：通常表示一个向服务器或网关请求和使用网络服务的实体(比如一个客户端),当然它也能够表示其他的实体(比如在多用户聊天系统中的一个房间)。
resource：通常表示一个特定的会话（与某个设备），连接（与某个地址），或者一个附属于某个节点ID实体相关实体的对象（比如多用户聊天室中的一个参加者）。
JID种类有：
bare JID：user@domain.tld
full JID：user@domain.tld/resource
例子：
stpeter@jabber.org：表示服务器jabber.org上的用户stpeter。
room@service：一个用来提供多用户聊天服务的特定的聊天室。这里 “room“ 是聊天室的名字， ”service“ 是多用户聊天服务的主机名。
room@service/nick：加入了聊天室的用户nick的地址。这里 “room“ 是聊天室的名字， ”service“ 是多用户聊天服务的主机名，”nick“ 是用户在聊天室的昵称。
为了标示JID，XMPP也有自己的URI，例如xmpp:stpeter@jabber.org，默认规则是在JID前加 xmpp:。
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一个基本的IM具备以下功能
1、用户系统：用户注册、登录、添加好友、删除好友、好友列表、支持上传头像、可以修改个人信息、名称、性别、地区、签名、黑名单功能、拉入黑名单将无法收到对方的信息、查看好友当前地理位置。
2、聊天系统：发送文字、图片、语音、表情。语音聊天可以显示时长、未读状态，自动轮播未读语音；
3、群聊系统：建立房间、加入房间、删除房间、房间列表、群聊、屏蔽群消息功能、邀请、踢出好友(只有房主才有这个功能)。并有操作日志实时显示在房间中
4、附近人功能：根据筛选条件查看附近的人，查看用户时能显示位置
5、朋友圈：支持发送文本、图片、语音、视频或以上混合消息，支持好友进行赞、评论、转发、送礼物等操作，并且可以根据消息显示粉丝贡献值。
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