XMPP 协议适合用来做移动 IM 么

都比zunxi 发布于 2014/09/03 11:15
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XMPP 协议是什么


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
          |

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。

好吧,我们还是来实际聊聊看。为了体现真实性,选取了程序员圈子里面较大概率可能发生的几段典型对话:

Case1-搭讪


Case2-请教


Case3-约会


Case4-借钱


实际结果如下,我在 Nexus5 上面运行一个 IM app,连接上我自己搭建的 openfire 服务器,然后模拟了上面几段对话,在几个参与者的前提下,消息实时性还挺好,但在系统设置-》网络流量中看到,整个聊天过程中该 app 消耗掉的网络流量高达 36KB,聊天记录的文本文件大小为 8KB,也就是说网络流量的 70% 都消耗在 XMPP 协议层了,这个数字正好吻合了维基百科上吐槽的数据冗余率。

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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ZigzagV
ZigzagV
结论很重要。
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DavidWTF
DavidWTF
xmpp的架构很好的。数据冗余率的问题,应该是xml的问题。每条消息中的xml结构字节很可能比消息体的字节还多。如果用json替换xml应该会好一些。但xmpp协议本身还是很优秀的,所以不能一棒子打死,应该想办法优化之。
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i好人大叔am
i好人大叔am
xmpp基于xml流。真的太冗余。
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senRsl
senRsl
案例不错......
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o
oraant
case3,6666666666666666
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新地球
新地球

我想知道市面上知名的app 到底有哪家用xmpp做的没?

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