Android平臺(tái)的特性及如何利用其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易即時(shí)通訊的設(shè)計(jì)

1 Android平臺(tái)簡(jiǎn)介

Android是Google公司于2007年11月5日推出的手機(jī)操作系統(tǒng)，經(jīng)過2年多的發(fā)展，Android平臺(tái)在智能移動(dòng)領(lǐng)域占有不小的份額，由Google為首的40多家移動(dòng)通信領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)組成開放手機(jī)聯(lián)盟(OHA)。Google與運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、開發(fā)商和其他第三方結(jié)成深層次的合作伙伴關(guān)系，希望通過建立標(biāo)準(zhǔn)化、開放式的移動(dòng)電話軟件平臺(tái)，在移動(dòng)產(chǎn)業(yè)內(nèi)形成一個(gè)開放式的生態(tài)系統(tǒng)。正因如此，Android正在被越來越多的開發(fā)者和使用者所接受。近日，Google發(fā)言人Anthony House稱，截止到2010年4月15 Lt，An droid Market已經(jīng)有3．8萬(wàn)多個(gè)應(yīng)用程序。

2 Android平臺(tái)特性與即時(shí)通訊的研究

Android平臺(tái)框架共由5部分組成。底層核心是基于Linux 2．6內(nèi)核開發(fā)的獨(dú)立操作系統(tǒng)，該層用來提供系統(tǒng)的底層服務(wù)，包括安全機(jī)制、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)堆棧及一系列的驅(qū)動(dòng)模塊。中間是Android執(zhí)行環(huán)境，包括系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)、Dalvik虛擬機(jī)、核心庫(kù)和一些C／C++庫(kù)等支持Android使用的各個(gè)組件。應(yīng)用層框架是開發(fā)人員使用這些API框架來開發(fā)自己的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序開發(fā)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。應(yīng)用層程序是用Java語(yǔ)言編寫的運(yùn)行在虛擬機(jī)上的程序 。整個(gè)Android平臺(tái)框架如圖1所示。

即時(shí)通訊(IM)是一個(gè)終端連往一個(gè)即時(shí)通訊網(wǎng)路的服務(wù)。即時(shí)通訊與e-mail的不同在于它的交談是即時(shí)的。大部分的即時(shí)通訊服務(wù)提供了在線提醒的特性——顯示聯(lián)絡(luò)人名單，聯(lián)絡(luò)人是否在線，能否與聯(lián)絡(luò)人交談等。近幾年即時(shí)通訊發(fā)展特別迅速，即時(shí)通訊的功能日益豐富，由PC客戶端發(fā)展到移動(dòng)客戶端，逐漸發(fā)展成一個(gè)綜合化信息平臺(tái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上知名的即時(shí)通訊工具有騰訊QQ，新浪UC，中國(guó)移動(dòng)飛信等，但這些產(chǎn)品都有著很嚴(yán)重的安全威脅，如ID被盜、隱私威脅、病毒威脅等。為了減小這些威脅，可以在企業(yè)內(nèi)部開發(fā)自己的即時(shí)通訊軟件，減少為未知用戶帶來的威脅。

3 簡(jiǎn)易即時(shí)通訊功能及設(shè)計(jì)

3．1 簡(jiǎn)易通訊的功能

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在Android平臺(tái)上開發(fā)即時(shí)手機(jī)通訊系統(tǒng)，它能夠使用戶在手機(jī)客戶端上登錄服務(wù)器，方便、迅捷地收發(fā)即時(shí)消息。隨著研究的深入，可以在該系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)圖片的傳輸和接收，以及其他一些功能，這樣可以使該系統(tǒng)功能更加多樣化。

3．2 簡(jiǎn)易通訊系統(tǒng)框架介紹

通訊系統(tǒng)架構(gòu)采用C／S模式，即客戶端／服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)?？蛻舳耸腔贏ndroid平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，通過3G 網(wǎng)絡(luò)與Internet建立連接，通過服務(wù)器實(shí)現(xiàn)Android客戶端之間的即時(shí)通訊。客戶端負(fù)責(zé)初始化通信過程，進(jìn)行即時(shí)通訊時(shí)，由客戶端負(fù)責(zé)向服務(wù)器端發(fā)起連接請(qǐng)求。服務(wù)器端采用開源的Openfire 作為服務(wù)器，允許多個(gè)客戶端同時(shí)登錄，并且同時(shí)連接到一個(gè)服務(wù)器上。服務(wù)器對(duì)每個(gè)客戶端進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)認(rèn)證通過的客戶端創(chuàng)建會(huì)話，實(shí)現(xiàn)客戶端與客戶端之間的通訊。

3．3 客戶端的解決方案

系統(tǒng)的客戶端定位于Android平臺(tái)的手機(jī)，采用SIMPLE 協(xié)議作為即時(shí)通訊協(xié)議，SIMPLE(SIP for Instant Messaging and Presence Levera—ging Extensions)是SIP(Session Initiation Proto—co1)的擴(kuò)展，它為SIP協(xié)議制定了一整套的架構(gòu)和擴(kuò)展方面的規(guī)范，用于支持IM。SIMPLE通過SIP來傳遞狀態(tài)信息和實(shí)現(xiàn)分布的信息表示。根據(jù)協(xié)議規(guī)則，采用Android平臺(tái)提供的XML解析包對(duì)XML進(jìn)行解析。根據(jù)Activity模塊運(yùn)行于主線程的特點(diǎn)，采用多線程 技術(shù)來解決系統(tǒng)通信問題。系統(tǒng)的用戶信息和聊天信息存儲(chǔ)在An—droid平臺(tái)自身所帶的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中。客戶端功能模塊如圖2所示。

3．4 服務(wù)器端解決方案

系統(tǒng)服務(wù)器端采用開源的Openfire來建立即時(shí)通信服務(wù)器。Openfire采用Java語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，Java語(yǔ)言具有跨平臺(tái)的特點(diǎn)，因此Openfire服務(wù)器可以架設(shè)于多種操作系統(tǒng)平臺(tái)上。Openfire服務(wù)器的內(nèi)核主要由服務(wù)器連接管理組件、會(huì)話管理組件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件和傳輸器組件等組成。

Openfire實(shí)現(xiàn)了插件機(jī)制，方便擴(kuò)展，通過安裝與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通訊的插件，便能與其他的通訊軟件實(shí)現(xiàn)通訊。在網(wǎng)絡(luò)連接中采用Apache的Mina框架來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，Mina框架使用非阻塞式的高性能I／O底層，采用異步I／O事件和事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，使服務(wù)器具有很高的效率和性能，從而能夠及時(shí)處理大量的客戶端連接事件和VO 隨機(jī)事件，單臺(tái)服務(wù)器可支持上萬(wàn)個(gè)并發(fā)用戶。服務(wù)器與客戶端的連接示意圖如圖3所示。

3．5 通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著移動(dòng)通信與Internet的飛速發(fā)展及其相互融合，3G無線網(wǎng)絡(luò)使無線網(wǎng)絡(luò)高速接入Inter—net成為現(xiàn)實(shí)，從而移動(dòng)客戶端可以接入到Inter—net的服務(wù)。系統(tǒng)客戶終端通過3G無線網(wǎng)絡(luò)采用TCP協(xié)議連接到服務(wù)器，通過SIMPLE即時(shí)通訊協(xié)議進(jìn)行及時(shí)通訊。

在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)終端接人到3G無線網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心GMSC(Gateway Mobile Swim—hing Center)為用戶提供分組路由、隧道和跟蹤移動(dòng)終端的位置等功能。UMTS(Universal Mobile Tele—communications System)提供3G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部與外部網(wǎng)絡(luò)的路由和封裝，分配TP地址，實(shí)現(xiàn)與Intemet網(wǎng)絡(luò)的互通。通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

3．6 系統(tǒng)工作流程

服務(wù)器對(duì)用戶輸入的用戶名和密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后，客戶端從服務(wù)器端讀取客戶端的個(gè)人信息，并更新好友列表和群組信息，服務(wù)器端響應(yīng)客戶端的各種請(qǐng)求，客戶端可發(fā)送接收信息，通訊完畢退出系統(tǒng)登錄狀態(tài)。這樣，一個(gè)簡(jiǎn)易即時(shí)通訊系統(tǒng)便實(shí)現(xiàn)了。圖5是認(rèn)證流程示意圖。客戶端軟件使用Java和XML語(yǔ)言在eclipse集成開發(fā)環(huán)境中開發(fā)，基于Andriod 1．5模擬器開發(fā)的用戶登錄界面如圖6所示。

4 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)主要討論了基于Android平臺(tái)的簡(jiǎn)易即時(shí)通訊系統(tǒng)，研究了在開源服務(wù)器Openfire上各個(gè)移動(dòng)客戶端和服務(wù)器之間的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了客戶端功能。隨著研究的進(jìn)一步深入，基于An ．droid的通訊系統(tǒng)會(huì)逐漸完善，相信基于Android平臺(tái)的即時(shí)通信系統(tǒng)會(huì)有著很好的應(yīng)用前景。