0 引言
隨著即時通信（IM）軟件已經成為互聯網信息平臺的重要組成部分[4]。但基于自身利益的考慮，各個IM軟件均制定并保守自己支持的通信協議格式和標準，導致了各個通信軟件不能互聯互通，客觀上制約了IM的發展。
XMPP協議標準解決了不同即時通信平臺信息互通的難題。基于XMPP擴展P2P協議的應用開源庫libjingle庫可以開發第三方IM軟件，最終實現第三方IM與支持XMPP協議的即時通信軟件的文本和語音等的互操作。
本文以libjingle為研究對象，重點討論libjingle支持的文件傳輸的實現原理和協議格式，以及介紹以libjingle庫開發文本傳輸的基本實現。
1 libjingle文件傳輸通信原理
1.1 libjingle介紹
libjingle是Google公司推出的基于語音和P2P通信的C++開源庫。利用libjingle開源庫能夠開發出第三方的Jingle點到點通信應用程序，實現與所有支持XMPP以及Jingle擴展協議的軟件實現通信。
1.2 libjingle通信系統構架
libjingle在語音、視頻、文件等傳輸方面具有良好的健壯性，這要得益于libjingle采用信令和數據分信道傳輸的機制，即libjingle采用了信令在帶內信道傳輸，用戶數據在帶外信道上傳輸的機制。
① libjingle通信信道
libjingle的連接包括2種信道（如圖1）[1，2]。一是會話協商信道，或者稱為XMPP信令信道，此為帶內信道。會話協商信道協商信令必須通過中間Jingle Server。二是帶外信道也即數據信道。通過數據傳輸信道實現用戶數據的傳輸，這些數據包括語音、視頻、文本等。
② libjingle數據傳輸路徑
對于數據傳輸通道，在libjingle中，根據有無防火墻或者NAT設備，有3種不同數據傳輸路徑（如圖1）[1，2]。在有防火墻或者NAT設備的情況下，包括通信雙方的直接連接通信和通過中繼服務器轉發連接通信。
③ libjingle穿透防火墻或者NAT技術
libjingle一個最重要的能力就是能夠穿透防火墻或者NAT設備來協商連接。其使用ICE（Interactive Connectivity Establishment ）技術來實現穿透防火墻。
---------------------------------
1.3 libjingle文件傳輸協議格式
libjingle文件傳輸協議基于P2P的通信協議。相對于音頻視頻采用UDP連接通信，文件傳輸采用一種TCP-Like（PseudoTCP）連接通信的格式[1]。PseudoTCP格式（如圖2）是TCP的改進版，如下所示，其中PseudoTCP頭共24個字節。
① 會話數(Conversation Number)：32位，記錄所有的會話數。
② 序列碼（Sequence Number）：32位，用來表示從發送端到接收端字節流數。
③ 確認碼序號（Acknowledgment Number）：32位，如果設置了ACK控制位為1，確認碼序號這個值表示一個準備接收的下一個包的序列碼。
④ Pseudo控制位（PseudoCTL）：8位，表示PseudoTCP連接過程的狀態。
⑤ 控制位（Control）：共6位，依此包括URG位、ACK位、PSH位、 RST位、 SYN位、 FIN位。
⑥ 窗口（Window）：16位；接收端告訴發送端，其要求收到的TCP數據段大小。
⑦ 發送時間戳（Timestamp sending）：32位，表示發送數據報時間。
⑧ 接收時間戳（Timestamp receiving）：32位，表示接收到數據報時間。
相對于TCP連接，UDP連接更加容易通過NAT，libjingle的TCP-Like數據報具有TCP報連接傳輸的功能，保證了文件傳輸的可靠性，但不易通過防火墻或者NAT [5]。通過PseudoTCP數據報頭加了UDP頭，組成了一個具有TCP功能的UDP數據報（如圖3）。
2 libjingle文件傳輸的實現
通過libjingle提供的C++源代碼庫，能夠開發出自己的Jingle Server和Jingle Client。
2.1 libjingle文件傳輸類
libjingle文件傳輸客戶端分文四個部分 [1]，一是用戶應用（Application）接口單元；二是XMPP報文傳輸單元（XMPP Messaging Component ），此單元是XMPP信令在應用程序和網絡之間傳輸的接口；三是會話邏輯和會話管理單元(Session Logic and Management Component )，控制每一個會話類型具體的邏輯請求；四是點到點傳輸單元（Peer-to-Peer Component），主要作用是管理本地與遠程計算機的連接。
在報文傳輸單元中，XmppPump是頂層管理類。XmppClient是應用程序與網絡傳輸XMPP信號的出口與入口點。XmppTask以及其派生類作為異步的XMPP任務類，能夠扮演xmpp信令的發起者、偵聽者或者兩者兼有的角色。
會話邏輯和會話管理單元的主要類包括Session、Transpor、PseudoTCPChannel、TransportChannel、SessionManager、HttpPortAllocator等。Session類主要作用包括在XMPP隧道上協商文件數據傳輸隧道，以及監測、建立、斷開數據傳輸連接。
2.2 libjingle文件傳輸具體流程
文件的P2P傳輸首先是登錄 XMPP服務器，然后才能在兩用戶端實現文件的傳輸。具體實現流程如下。
① 客戶端應用程序啟動，登錄XMPP服務器。首先初始化SSL，保證數據傳輸安全，然后創建一個信令線程。從用戶那里得到用戶信息比如登錄名、密碼等信息初始化XmppClientSettings對象，創建一個XMPP任務管理對象XmppPump，由XmppPump創建XmppClient對象和控制登錄服務器。
② 協商建立文件傳輸會話連接，并在雙方傳輸文件。客戶端運行 HttpClient實例對象，HttpClient對象發送一個基本的GET請求通過P2PTransport對象實現連接協商。而在服務器端運行一個HttpServer實例對象，HttpServer實例對象接收連接請求，創建一個PseudoTcpChannel對象控制連接，然后創建和發送一個在本地存取文件的流接口點。使用數據流的形式讀文件，文件數據流的發送通過PseudoTcpChannel對象。文件數據流最終通過TransportChannel發送出并通過網絡到達接收方。在接收方，TransportChannel對象接收文件數據流信息，并把數據流轉換成StreamInterface流，最終通過PseudoTcpChannel把StreamInterface流反饋給HttpClient對象，由HttpClient對象把數據以文件的形式存儲在存儲器上。
結束語
本文分析了libjingle開源庫的文件傳輸原理，并描述了利用libjingle開發文件傳輸客戶端的實現過程。libjingle文件傳輸采用具有TCP功能的UDP連接，即具有良好的可靠性，又能方便的通過NAT，實現真正的全網無障礙通信。但是，libjingle的文件傳輸協議并沒有成為一個成熟的標準，其通用性還有待改善。
[參考文獻]
[1] Google.libjingle［E B /OL］.(2008-01-10) [2008 -10-20].http://code. google.com/apis/talk/libj ingle/.
[2]xmpp.org.XMPP Extensions［E B /OL］.(2008-02-01) [2008-10-20]. http://xmpp. org/extensions/ .
[3] 張彥 . Jabber/XMPP技術的研究與應用[J] . 科學技術與工程，2007，7（6）：1032-1035.
[4] 張文茂等 . 互聯網即時消息（InstantMessag ing,IM）的研究現狀和展望［J］ . 小型微型計算機系統，2007，（7）：62-68.