基于SIP協(xié)議的即時(shí)聊天系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

摘 要 本文主要針對(duì)即時(shí)聊天系統(tǒng)在SIP協(xié)議下的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析與研究，以期為基于sip協(xié)議的即時(shí)聊天系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一些有益探討。

關(guān)鍵詞 SIP協(xié)議；即時(shí)聊天系統(tǒng)；IM

一、引言

即時(shí)消息（Instant Messaging，IM）交流是一種實(shí)時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)交流方式。目前在支持IM系統(tǒng)的協(xié)議中，針對(duì)即時(shí)通訊和空間平衡擴(kuò)充的進(jìn)程開始協(xié)議SIP（SIMPLE）是目前為止制定的較為完善的一個(gè)。SIP是一個(gè)輕型的，多用途的工具，可以用來創(chuàng)建，修改和終止會(huì)話，它獨(dú)立運(yùn)作于通訊協(xié)議之下，并且不依賴建立的會(huì)話類型。

為了深入的了解IM系統(tǒng)的原理和SIP/SIMPLE框架中SIP協(xié)議的應(yīng)用，本文正是對(duì)即時(shí)聊天系統(tǒng)在借助SIP協(xié)議下的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析與研究。

二、需求分析

本系統(tǒng)是采用SIP協(xié)議，并在SDP、MSRP、TCP/IP協(xié)議的輔助下實(shí)現(xiàn)IM即時(shí)消息和數(shù)據(jù)傳輸功能，因此需要網(wǎng)絡(luò)的支持。但由于我們的條件有限，只能將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x在局域網(wǎng)的范圍里，實(shí)現(xiàn)一個(gè)局域網(wǎng)中Peer-to-Peer的IM即時(shí)聊天系統(tǒng)，并且具備文件、圖片、聲音等大數(shù)據(jù)量的傳輸。

通過分析我們可以看出，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中（具有服務(wù)器支持），如果把所有的數(shù)據(jù)都用即時(shí)消息方式傳送是不現(xiàn)實(shí)的，這樣會(huì)造成巨大的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，也埋沒了SIP的重要用途與初衷。我們規(guī)定采用兩種模式：Page模式和Session模式，規(guī)定以1300B作為分界，小于1300B作為PageMode傳輸，如果大于等于1300B采用Session模式傳輸。

小于1300字節(jié)文本消息的發(fā)送：當(dāng)所發(fā)送的消息小于1300字節(jié)時(shí)程序?qū)?dòng)這種即時(shí)消息發(fā)送模式。這種發(fā)送模式基于UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

大于1300字節(jié)的非文本消息的發(fā)送：應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)當(dāng)需要發(fā)送大于1300字節(jié)的大數(shù)量文件時(shí)，應(yīng)用程序?qū)?dòng)功能更加復(fù)雜的大文件傳送模式。大文件傳送模式同樣是在基于SIP協(xié)議控制下實(shí)現(xiàn)的一個(gè)功能模塊。該模塊所使用的傳輸層協(xié)議是提供可靠傳輸TCP/IP協(xié)議。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)目標(biāo)

端對(duì)端的聊天系統(tǒng)客戶端，通過實(shí)地調(diào)研和深入分析，為其定制了以下功能：

人性化的UI：由于該軟件供用戶聊天娛樂使用，考慮到用戶的心理需求，UI設(shè)計(jì)就應(yīng)該非常的人性化，并且便于操作。力求用戶界面美觀大方、具有親和力。

IM（即時(shí)聊天）功能：這是本系統(tǒng)兩大主要功能之一，即利用SIP協(xié)議發(fā)送即時(shí)消息，實(shí)現(xiàn)聊天功能，這是在傳輸數(shù)據(jù)量小于1300B時(shí)啟動(dòng)的Page模式。

文件傳輸功能：這是本系統(tǒng)最重要的功能之一，它是在傳輸數(shù)據(jù)量大于等于1300B時(shí)啟動(dòng)的Session模式下的運(yùn)行的，要完成此功能，必須根據(jù)SIP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行會(huì)話協(xié)商，待協(xié)商后建立TCP鏈路，從而借助此鏈路進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

增刪好友功能：這是一個(gè)即時(shí)通訊工具必備的功能，由于沒有服務(wù)器支持，所以建議借助即時(shí)通訊功能發(fā)送求證消息，從而實(shí)現(xiàn)添加好友的功能。

狀態(tài)告知功能：按照SIP RFC3261協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，要實(shí)現(xiàn)此功能必須要有Status Server（狀態(tài)服務(wù)器）和Register Server（注冊(cè)服務(wù)器）的支持，由于不具備這個(gè)條件，作者處理的方法是擴(kuò)展SIP協(xié)議的消息體，從而把自己的狀態(tài)信息發(fā)送給好友。

消息通知功能：這主要包括三個(gè)部分：一是有即時(shí)消息到來時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)通知；二是好友有文件傳輸請(qǐng)求或者邀請(qǐng)請(qǐng)求到來時(shí)顯示通知消息；三是系統(tǒng)告知功能。由于該系統(tǒng)是Peer-to-Peer模式的。因此建議處理方式是一方有通知功能時(shí)向所有好友廣播。

顯示時(shí)鐘功能：可以動(dòng)態(tài)的給用戶顯示時(shí)間，此時(shí)間可以和互聯(lián)網(wǎng)同步。

系統(tǒng)配置功能：這也是一般的聊天軟件必備的，在本系統(tǒng)中，該功能主要幫助用戶更換自己的用戶名、頭像、密碼、SIP地址、IP地址（一般由系統(tǒng)自動(dòng)獲取）、Port（系統(tǒng)隨機(jī)生成，如若修改必須大于等于5060，但一般不建議用戶自己修改）。考慮到進(jìn)度和客觀條件限制，建議處理的方法是將所有的用戶數(shù)據(jù)全部寫入配置文件（*.ini），如若使用便進(jìn)行相應(yīng)的解析既可，簡而言之，就是用“文件”代替“數(shù)據(jù)庫”。

更換皮膚功能：美觀大方，漂亮清雅的外觀會(huì)給用戶一種耳目一新的感覺，建議采用現(xiàn)有的換膚插件AppFace。

提供用戶自定義皮膚功能：這個(gè)功能是借鑒Eclipse開放式的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，用戶可以自行下載KUDI工具，自行設(shè)計(jì)皮膚，然后對(duì)皮膚列表配置文件進(jìn)行簡單的修改，就可以把自己制作的皮膚加進(jìn)去了。

2.輸入輸出要求

（1）SIP URL的格式要求：

SIP URL作為本系統(tǒng)的用戶名的唯一標(biāo)識(shí)，由用戶名和主機(jī)名組成，并以sip：開頭，中間用@連接，主機(jī)名可以是IP與端口號(hào)的組合，也可以是代理服務(wù)器主機(jī)域名。SIP URL范例：sip：name@192.168.186.31：5060或sip：name@neusoft.com。

但由于本系統(tǒng)是基于無服務(wù)器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，所以在使用本系統(tǒng)進(jìn)行本地配置的時(shí)候，應(yīng)該使用IP與端口號(hào)的組合作為SIP URL中的主機(jī)名。

（2）默認(rèn)端口指定：

本系統(tǒng)默認(rèn)的端口號(hào)是5060，這也是SIP RFC3261中推薦使用的默認(rèn)端口，一般不建議用戶自行更改。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于本系統(tǒng)是基于多線程的多消息發(fā)送機(jī)制，消息的接受和發(fā)送都是不定時(shí)的，同時(shí)隨者客戶數(shù)的不同啟動(dòng)的線程數(shù)也不同，因此需要消息的緩存和選發(fā)，還有線程的識(shí)別、同步、控制。

（2）系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)：

分析軟件的結(jié)構(gòu)可以使程序結(jié)構(gòu)清晰，提高模塊化程度，是編寫有較高模塊獨(dú)立性的程序的基礎(chǔ)。同時(shí)，在分析軟件結(jié)構(gòu)的過程，還可以獲得對(duì)象的模型及其層次。

參考文獻(xiàn)：

[1]Camarillo，Gonzalo.SIP揭密.人民郵電出版社，184頁

作者簡介：李 萍（1985—），女，碩士，助教，重慶電子工程職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。