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西安电子科技大学 硕士学位论文 基于XMPP发布订阅模式的多方通信平台的设计与实现 姓名:杨太平 申请学位级别:硕士 专业:通信与信息系统 指导教师:吴宇红 20100101 摘要摘要 互联网的高速发展使人们对多方通信应用的需求更加强烈, 同时也推动多方通 信系统向更具开放性、分布性、协作性和动态性的方向发展。在传统多方通信系 统很难在单一平台上实现多类型应用的情况下,基于 XMPP 协议和发布订阅模式 的多方通信机制的出现使得多方通信真正进入到统一平台阶段。 论文针对多方通信的应用需求提出了新的多方通信系统模型及相关协议技术 的选择,按照模型对 XMPP 中的发布订阅协议和多方 Jingle 协议进行了扩展设计, 使之满足多方传输模型实现需要,并根据协议重点设计并实现了基于发布订阅模 式的多方通信平台。系统的创新之处在于使用扩展的 XMPP 协议使平台更具开放 性和可扩展性;同时利用多媒体中间件为多种类型通信应用(如数据、信令、媒 体)提供统一多方平台,真正实现多种媒体的统一多方通信。 关键字:多方通信 XMPPXMPPXMPPXMPP 发布订阅模式 统一多方平台 AbstractAbstractAbstractAbstract With therapid developmentofInternet,peoplesdemandsonmulti-party communications applications are more and more intense,which promote multi-party communications system to be more open, distributed, collaborative and dynamic. In the traditional multi-communication system,its difficult to achieve all kinds of multi- application cases in a single platform, but the emergence of multi-party communication system based on XMPP protocol and publish subscribe model makes multi-party communication into a stage of real unified platform. Depending on the application requirements, Paper first proposes a new multi- communication system model and discusses the choices of the relevant protocols and technologies. Then extends the publish subscribe protocol and multi-Jingle protocol, so as to meet the needs of multi-transfer model; Finally, the multi-party communications platforms was designed and implemented. The innovation of the system is the use of the XMPP protocol to enable the scalability; while taking advantage of multimedia middleware for a variety of types of communications applications (such as data, signaling, media) to provide a unified multi-communication interface, making the multi- party communication really unified. KeywordKeywordKeywordKeyword:Multi-Party CommunicationXMPP PUBLISH/SUBSCRIBE mode Unified Communication Platform 创新性声明创新性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。 本人签名:_日期:_ 关于论文使用授权的说明关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全 部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文 在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密在_年解密后适用本授权书。 本人签名:_日期:_ 导师签名:_日期:_ 第一章 绪论1 第一章绪论绪论 1.1 引言引言 随着互联网用户的快速增长和网络应用需求的增加,人们的通信方式从简单 的点对点通信逐步发展到多方的、群组的通信,通信内容从最初的文本消息发展 到语音视频等多媒体综合业务,通信形式从实时通信向多类型多方通信发展。 多方通信1是一种通信内容和通信方式更加多样化和共享化的通信方式, 通信 实体以多层次的群组为单位,群组中的成员之间实现实时和非实时的通信,并以 多种形式分享彼此之间各种类型的信息。目前多方通信应用范围广泛,既包括多 方消息通信(文字聊天室)和音视频通信(语音会议等) ,又包括各种数据的多方 应用(如多方远程共享) 。 应用的发展使得多方通信系统发展迅速,网络通信软件的快速发展使软交换 为核心的下一代网络成为未来网络的发展趋势。出现了大量基于软交换的多方通 信系统,包括一些大众化的商业软件(如 MSN、QQ)和专用软件(如远程教学系 统等) 。多方通信系统的主要形态、运行方式、生产方式和使用方式发生了巨大的 变化,软件系统之间逐渐构成一个开放协同的软件环境,软件应用形态逐步从相 对封闭、面向熟识用户群体和相对静态的紧耦合形式向开放、公共可访问和动态 协作的松耦合模式转变2。 但目前的多方通信系统无论从支持的业务上还是结构上都没有能够形成统一 的多方通信平台,如有的系统只支持多方数据,有的系统架构更适合媒体通信, 即使拥有比较全面业务的系统在平台层也是由多个小系统拼凑而成,不能实现真 正的平台统一。本论文要介绍的就是一个在平台层真正实现多业务统一的多方通 信系统。 1.2 发展和研究现状发展和研究现状 1.2.1 多方通信的发展多方通信的发展 多方通信的研究开始于 20 世纪 70 年代,它的发展经过了四个阶段:第一次 是基于 PSTN(Public Switched Telephone Network)的群组拨号多方通信,第二次 是 ISDN(Integrated Services Digital Network)上的桌面视频会议系统,第三次是 局域网 LAN 内的多方通信系统, 第四次是开始于上世纪 90 年代 Internet 上的多媒 体会议系统。前三个阶段的多方通信系统都使用专用的编解码硬件和软件,不同 2基于 XMPP 发布订阅模式的多方通信平台的设计与实现 厂商的系统不能协调工作,非标准化严重阻碍了技术的进步和产品的应用。同时, 传统电信网的高昂的使用成本也限制了网络会议的进一步推广。 上世纪 90 年代,信息技术和 Internet 技术的发展使计算机会议系统急剧扩大, 一些组织提出了会议系统互联互通的标准,保证了会议系统各生产厂家产品的互 操作性3。目前在 IP 网上主流的多方通信系统分为两种,一种是基于 H.3234计算 机会议系统;另一种是基于SIP(Session Initial Protocol,会话初始协议)5的计算 机会议系统。 H.323 标准是国际电信联盟 ITU(International Telecommunications Union)推 荐的用于局域网络多媒体通信的顶层标准,它是 H.320 协议基础上发展起来的, H.320 规定的是在 ISDN 和其他电路交换网络实现的电视会议,H.323 进一步合理 和必要地发展了 H.320,使在局域网 LAN 实现的系统通过网关与广域网 WAN 上 的系统进行互连,使得运行网络囊括了企业 Intranet 和一般分组交换网络。H.323 是一个涵盖广泛范围的标准,包括独立的设备、个人计算机嵌入技术以及点对点 和多点会议系统,还涉及呼叫控制、多媒体管理、带宽管理以及各种网络之间的 接口。H.323 主要关注的是多媒体会议,另外 ITU 还专门为数据会议定义了 T.120 协议6。T.120 系列协议是 ITU-T 制定的数据会议标准,它定义了一系列支持多点 数据会议的通信、会议管理和数据应用协议;它已成为一个成熟的标准,并已得 到数据会议领域占领先地位的计算机和电信企业的支持。它既是 ITU-T 制定的 H.32X 系列多媒体会议标准的重要组成部分,又可以作为数据会议支持协议单独 工作。 SIP 是由 IETF(Internet Engineering Task Force,Internet 工程化组织)定义的 用于建立会话的 VoIP 协议,SIP 协议本身并不支持会议,但是 IETF 扩展了 SIP 协 议,在 RFC4353 中给出了基于 SIP 的会议框架7。SIP 和 H323 一样,设计之初都 是作为多媒体通信的应用层控制协议,但两者的设计风格截然不同,这是由于其 推出的两大阵营(电信领域与 Intemet 领域)都想沿袭自己的传统。H323 是由国际 电联提出来的,它只是企图将分组交换作为传统电话网一种新的传输方式。而 SIP 侧重于将多媒体通信作为是 Internet 上的应用,考虑了对多种协议的扩展性适应。 因此与 H.323 的会议系统相比,SIP 会议系统互操作性强、实现简单、代价低、具 有良好的扩展性。 本论文所实现的多方群组通信系统是基于 XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)协议89的,XMPP 协议是 IETF 定义的即时消息及出席协议, 基于 XML,采用了分布式、模块化、可扩展的系统架构,同时 XMPP 规定了大量 的扩展协议(XEP) ,这使得XMPP 具有良好的扩展性,易于在其基本系统框架之 上实现多方应用。 XMPP 协议的互通性和可扩展协议都优于 SIP 协议, 所以能够在 XMPP 协议之上实现多方通信系统具有重要的意义。 第一章 绪论3 1.2.2 基于基于 XMPPXMPPXMPPXMPP 的多方通信的多方通信 XMPP 协议包含核心协议和大量的扩展协议,核心协议描述了实现基本一个 基本通信系统的方法。扩展协议描述了实现更多其他应用支持的方法,其中发布 订阅扩展协议(XEP006010)定义了多方通信的多点控制方法,同时也支持多方 数据传输,Jingle 协议(
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