全称:可扩展通讯和表示协议
简介:可扩展通讯和表示协议 (XMPP) 可用于服务类实时通讯、表示和需求响应服务中的XML数据元流式传输。XMPP以Jabber协议为基础，而Jabber是即时通讯中常用的开放式协议。XMPP is the IETF's formalization of the base XML streaming protocols for instant messaging and presence developed within the Jabber open-source community in 1999
XMPP（可扩展消息处理现场协议）是基于可扩展标记语言（XML）的协议，它用于即时消息（IM）以及在线现场探测。它在促进服务器之间的准即时操作。这个协议可能最终允许因特网用户向因特网上的其他任何人发送即时消息，即使其操作系统和浏览器不同。
XMPP的前身是Jabber，一个开源形式组织产生的网络即时通信协议。XMPP目前被IETF国际标准组织完成了标准化工作。标准化的核心结果分为两部分；
核心的XML流传输协议
基于XMLFreeEIM流传输的即时通讯扩展应用
XMPP的核心XML流传输协议的定义使得XMPP能够在一个比以往网络通信协议更规范的平台上。借助于XML易于解析和阅读的特性，使得XMPP的协议能够非常漂亮。
XMPP的即时通讯扩展应用部分是根据IETF在这之前对即时通讯的一个抽象定义的，与其他业已得到广泛使用的即时通讯协议，诸如AIM，QQ等有功能完整，完善等先进性。
XMPP的扩展协议Jingle使得其支持语音和视频。
XMPP的官方文档是RFC 3920.
XMPP中定义了三个角色，客户端，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。
传输的是与即时通讯相关的指令。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符的方式发送（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。
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。
目前不少IM应用系统如：Google公司的Google Talk以及Jive Messenger等开源应用，都是遵循XMPP协议集而设计实现的，这些应用具有很好的互通性。
XMPP（Extensible Messaging and Presence Protocol，前称Jabber）是一种以 XML 为基础的开放式实时通信协议，关于它的协议细节，网上已经有太多分析文章，我这里就不再赘述（而且，我也不可能比别人解释的更清楚）。简单来看这个协议，我们只需要知道：1，XMPP 的三种基本角色：客户端、服务器和网关，通信能够在这三者的任意两个之间双向发生。服务器端同时承担了客户端信息记录、连接管理和信息路由的功能。网关则承担着与异构系统的互联互通功能。在 RFC 3920 XMPP Core 中对 XMPP 网络结构有一个描述：
C1----S1---S2—C3
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C2----+--G1===FN1===FC1
这里 C1，C2，C3 表示 XMPP 客户端；S1，S2 表示 XMPP 服务器；G1 表示网关，用来负责 XMPP 协议和外部聊天协议的转换；FN1 表示外部消息网络的服务器，FC1 表示外部网络客户端。
大家可能会奇怪，这里为什么需要一个网关呢。这要从 XMPP 的来源说起。1996 年 Mirabilis 公司推出了世界上第一个即时通信系统 ICQ，不到 10 年，IM 就成了最流行的应用之一，MSN、Gtalk、雅虎即时通、AIM、Adium、Pidgin 等各种软件如雨后春笋般涌现，但是这些服务之间没有统一的标准，不能互联互通，XMPP 的设计目的就是为了实现整个及时通信服务协议的互通，让 IM 成为继 WEB 和 Email 之后的互联网第三大服务。
2，XMPP 的消息格式。
XMPP 协议的所有消息都是 XML 格式的，这是 XMPP 协议的另一个充满历史意味的选择，想当年 SOA / SOAP 一时间爆发起来，很多消息交换协议都采用了 XML 格式，但是不想 XML 很快就成了「大数据」的代名词。在 RFC 3920 XMPP Core 中定义了两个基础概念，XML Stream 和 XML Stanza，XML Stream 是两个节点之间进行数据交换的容器，它定义了顶层的XML节点 ；XML Stanza 则定义了实体消息的具体语义单元，在 XMPP 中定义了 3 个顶层消息：
2.1 Presence
用于确定用户的状态。消息结构举例如下（每个 XML 的 node 还会有很多其他 attribute，为了简单起见这里省略，下同）：
<presence from="abc@jabber.org/contact" to="def@jabber.org/contact">
<status>online</status>
</presence>
2.2 Message
用于在两个用户之间发送消息。消息结构举例如下：
<message from="abc@jabber.org/contact" to="def@jabber.org/contact" type=“chat”>
<body>hello</body>
</message>
2.3 IQ
信息/请求，是一个请求－响应机制，管理XMPP服务器上两个用户的转换，允许他们通过相应的XML格式进行查询和响应。
<iq from="abc@jabber.org/contact" id=“id11” type=“result”>
</iq>
3，XMPP 的交互流程。
XMPP 通过 TCP 传输了什么内容？在 QQ 里面，消息是使用二进制形式发送的，在 MSN 里面是采用纯文本指令加参数加换行符的形式发送的，而 XMPP 传输的即时通讯指令与他们相仿，只是协议的形式变成了 XML 格式的纯文本，这让解析更容易，方便了开发和查错，但是也带来了数据负载过重的缺点，而被人广为诟病。
XMPP 聊天的过程如下：
所有从一个 client 到另一个 client 的消息和数据都要经过 XMPP Server；
client1 连接到Server；
server 利用本地目录系统的证书对其认证；
client1 指定 client2 目标地址，让 server 告知 client2 目标状态；
server 查找，连接并进行互相认证；
client1 和 client2 进行交互。
XMPP 系统实测
XMPP 协议的最主要的一点就是开放，不管是协议、客户端，还是 Server 端，都有成熟的实现方案。为了实际感受 XMPP 协议的聊天过程，我使用 asmack library ＋ OpenFire 服务器搭建了一套完整的测试环境。
OpenFire 采用 Java 开发，是一个基于 XMPP 协议 的开源的实时协作服务器，它的安装和使用都非常简单，自带有一个内置的存储数据库（当然，你也可以使用独立数据库如Mysql等），并利用 Web 进行管理。其他类似的开源系统还有很多，eJabber、Tigase 也经常被用到。但是根据我们之前的经验，这些开源系统能支持的并发连接数都不高，要是有超过10万的用户同时连上来，对它们来说就快达到单机的瓶颈了，这时候一般都需要水平拆分，但是拆分之后服务器之间的 session 同步负担会大幅加重，对于性能又带来不小的抵消。所以这些系统大都被拿来做研究和测试用，很少见到大规模在生产环境中使用的。
最后测试下来看，我个人感觉是，对于移动互联网来说，省电、省流量是所有底层服务的一个关键技术指标，XMPP协议看起来已经落后移动互联网了。
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