（计算机应用技术专业论文）即时通信系统的研究与实现.pdf

分类号： udc 工学硕士学位论文 ( 高校教师) 密级： 编号： 即时通信系统的研究与实现 硕士研究生 ： 指导教师 ： 学位级别 ： 学科、专业 ： 所在单位 ： 论文提交日期： 论文答辩日期： 学位授予单位： 杨沿航 杨永田教授 工学硕士 计算机应用技术 计算机科学与技术学院 2 0 0 7 年6 月 2 0 0 7 年6 月 哈尔滨工程大学、 哈尔滨工程大学硕士学位论文 摘要 即时通信( i n s t a n tm e s s a g i n g ) ，是近年来逐渐兴起的网络应用之一。面向 大众娱乐聊天休闲的即时通信软件层出不穷，如q q ，m s n ，y a h o om e s s e n g e r 等等。相比之下，为企业级用户提供的即时通信软件工具数量较少，因此具 有很大的发展空间。 企业级即时通信系统集成了多种沟通方式，包括文本会话、手机短信、 文件传输、网络会议、同常办公等多种远程协作方式。它在增强企事业单位 自身竞争力，改进员工之间以及和客户、供应商伙伴间的内部和外部通信， 降低通信成本，增强内部协作效率等方面都起了了积极作用。 论文首先介绍了即时通信系统的发展背景和研究现状，分析了企事业单 位在即时通信方面的现状和需求，阐述了即时通信在企业级信息化中的位置 和作用。然后以系统开发的原理、方法为依据，按照系统分析、系统设计、 系统实施等几个_ 丌发步骤，对系统的开发进行较为全面的论述。运用v i s u a l c + + 软件作为系统程序丌发工具；系统采用客户j 1 f 务器摸式，分别对于客 户机和服务器进行设计，并采用s q ls e r v e r 作为系统后台数据库；服务器与 客户间通过套接口s o c k e t ( t c p ) 连接并采用多线程以满足多用户的请求。 通过一年的研究与探索，开发出了一套企业级即时通信产品，将其命名 为“信息通”。“信息通”系统应用范围广泛，可以为各政府机构、企事业单 位提供方便、快捷、安全的即时通信服务。经过多次测试，系统使用方便、 性能稳定、扩展灵活、操作简捷。 关键词：即时通信；套接字；企业级 哈尔滨工程大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n to ft h e e l e c t r o n i c m e s s a g et e c h n o l o g yb l e n d i n g c o m p u t e rt e c h n o l o g y , c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n di n f o r m a t i o np r o c e s s i n g t e c h n o l o g y , i n f o r m a z a t i o nd e v e l o pi si n e v i t a b l ee s p e c i a l l yw h e ni n t e m e ti su s e d b yt h o u s a n d so ff a m i l i e s i n s t a n tm e s s a g i n gs y s t e mh a sb e c o m et h en a t i o n a lb a s i c c o n s t r u c t i o n ，w h i c hi st h eb a s eo fe l e c t r o n i cg o v e r n m e n t ，e l e c t r o n i cc o m m e r c i a l a f f a i r s ，e l e c t r o n i cf i n a n c e ，s c i e n t i f i cr e s e a r c h ，n e t w o r ke d u c a t i o n ，c o m m u n i c a t i o n a n de t c g o v e r n m e n ta n de n t e r p r i s ei so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tf i e l d so ft h e i n f o r m a t i o na p p l i c a t i o n h o wt op r o v i dc o n v i e n e t ，q u i c ka n ds e c u r i t ys e r v i c ef o r g o v e r n m e n ta n de n t e r p r i s ei st h ef o c u s i n f o r m a z a t i o ng o v e r n m e n ta n de n t e r p r i s e n e e di m p o r t a n tn o t i c e sa n df i l e st ob e q u i c k l yt r a n s m i t t e d e n t e r p r i s ea n d c o m m u n i t yn e e dt ok n o wt h en e w l i s tc o n d i t i o na n dc o m m u n i tw i t ho t h e r st o i m p r o v ew o r ke f f i c i e n c ya n dl i v i n gq u a l i t y i n s t a n tm e s s a g i n gs y s t e mc a nm e e ta b o v e r e q u i r e m e n t s ，w h i c hi si m p o r t a n tf o rt h ei n f o m a t i z a t i o nb u i l d i n go fo u rn a t i o n a l g o v e r n m e n ta n de n t e r p r i s ea n do t h e r s t h i st h e s i sg i v e st h er e s e a r c ha n di m p l e m e n to fi n s t a n tm e s s a g i n gs y s t e m d u r i n g t h e r e s e a r c h i n g a n d d i s c o v e r i n g i no n ey e a r , w es u c c e e d e di n p r o g r a m m i n g a n d g e t t e d as o f t w a r ew h i c hw en a m e di t “i n f o r m a t i o n c o m m u n i c a t i o n i tc a np r o v i d e sc o n v i e n c t ，q u i c ka n ds e c u r i t yc o m m u n i c a t i o n s e r v i c ef o rg o v e r n m e n ta n de n t e r p r i s e b yn u m b e r so ft e s t s ，“i n f o r m a t i o n c o m m u n i c a t i o n s y s t e mi se a s ya n ds t a b l ea n ds a f e ! k e yw o r d s ：i n s t a n tm e s s a g i n g ；s o c k e t ；e n t e r p r i s e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本文的所有工作，是在导师的指导下， 由作者本人独立完成。有关观点、方法、数据和文献等的 引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注 明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经公开 发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确的方式标明。本人完全意识到本声 明的法律后果由本人承担。 作者( 签字) ： 日期： 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 即时通信系统产生的背景 随着融合了计算机、通信和信息处理技术的电子信息技术的飞速发展， 信息发展成为必然趋势，各种信息化系统已成为国家基础设施，它们支撑 着电子政务、电子商务、电子金融、科学研究、网络教育、能源、通信、 交通和社会保障等方方面面。因此，加快信息化建设已成为推进各个领域 向前发展的的重要因素【lj 。 为加快了信息化建设的步伐。信息化工程需要立竿见影，以实现其投 资效益最大化。因此，信息化解决方案必须是功能贴切、易学易用、快速 实施、应用稳定，能确保其关键业务和关键管理需求的率先解决，并提供 充分的扩展性以适应不断增长的需要，这样j 能将实施信息化的风险最小 化。但是传统业务支撑系统以满足生产为目的，各个系统独立设计。如果 完全按照这一思路进行信息化，系统建成之时，往往也是形成信息孤岛之 日。这显然与希望信息资源的集成共享从而促使高度的自动化、智能化的 信息化建设初衷相去甚远。因此，我们需要从新的视角，利用新的技术来 为信息化建设和相关产业模式的重新构建，提供另一个便捷、多赢的解决 思路f 2 l 。 在信息化进程相对领先的美国，继e r p 、c r m 等概念之后，即时通信 系统也已经迅速成为信息化建设的新宠。即时通信系统( i m ) 是随着互联 网的出现而兴起的新型通信手段1 3 j 。最早，即使通讯对人们来说只是一个网 络寻找朋友和聊天的工具。但是，随着互联网使用的逐渐深入、软件功能 和应用的逐渐丰富和完善，一个综合的桌面通信平台出现了，该平台已经 成为了一个地地道道的通信工具，并可能成为继电话、电子邮件之后的第 三种现代通信方式。在各个应用领域，即时通信系统作为一种低成本的、 集成多种沟通方式( 文字，语音，视频，文件传输，文件共享) 的企业、 事业单位进行内外联系的信息化解决方案，在帮助提高工作效率、降低沟 通成本、拓展商业机会等方面都有着巨大的价值1 4 j 。从现有的应用情况看， 哈尔滨工程大学硕士学位论文 目前许多部门的工作人员，利用q q 、m s n 等即时通信软件，进行业务沟 通与交流，甚至在“音频”和“视频”的辅助下，完成以往电话、传真、 电子邮件等多种办公工具相组合才能完成的工作。并且即时通信技术还有 将无线通信融入计算机网的趋势，前景非常光明。 1 2 即时通信系统的现状与发展 即时通信是当今流行的一种以i n t e r n e t 网络及其它有线、无线网络为基 础的实时通信方式，是一种便捷的网络通讯技术，是基于互联网的新型通 讯方式，它通过通信系统建立网络虚拟环境，透过计算机键盘或无线设备 在网络上进行实时交谈，是提供公共通讯、商务通讯及商务合作的新媒介， 可以弥补传统通讯形式的不足，尤其是电子邮件及语音的不足。为用户提 供实时有效的沟通手段1 5 j 。 随着即时通信的普及，全球即时通信用户规模也在不断扩大。根据行 业研究机构r a d i c a t ig r o u p 公司的研究数字，在2 0 0 5 年全球即时通信帐户达 到了8 6 7 亿，预计- 至i j 2 0 0 9 年全球将有1 2 亿即时通信帐户，如图1 1 所示。 图1 1 全球即时通信帐户数量 经过6 年的发展，中国互联网用户已经习惯于在网上使用即时通信进行 交流，甚至有超过电子邮件使用率的趋势。互联网用户的快速增长使得即 时通信用户也同益增长，2 0 0 4 年中国即时通信用户7 0 0 0 万人，2 0 0 5 年达到 了9 3 0 0 万人。2 0 0 6 年中国即时通信用户将增长2 9 ，达到1 2 亿人，如图1 2 所示【6 1 。 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 图1 2 中国即时通信用户规模及预测 目前国际上最著名的即时通信系统有o i c q 、微软公司的m s n 和雅虎公 司的雅虎通；国内最流行的有腾迅公司的q q ，网易公司的网易泡泡等系统。 随着宽带网络的普及，即时通信的基本功能也在不断增加之中，服务 更趋向于多元化。与最基本的纯文本交流不同，新型的即时通信业务融合 了视频、音频交流等宽带应用元素。目前主流即时通信除提供了基本的即 时互动交流外，还能提供视频、语音通信服务、短信收发、文件共享、数 据传输等服务。如今即时通信软件证面临第二次发展浪潮，即基于p 2 p 技术 的多媒体和基于i p 技术的通信。即时通信业务的承载设备也将趋于多样化， 用户可以通过p c 、手机、p d a 等使用即时通信，宽带电话、网络电话等业 务也逐渐在即时通信软件上实现【7 j 。 除了上述流行的而向消费者的即时通信以外，还有专门面向企业用户 的即时通信。由于即时通信服务是一种公共服务，处于开放网络环境下， 因而它在为企业或机构用户提供协作支持的同时，也带来了来自公众网络 的信息干扰，存在影响工作效率甚至信息安全的隐患。而企业级即时通信 技术( e l m ) 的出现则解决了这一问题，企业级即时通信技术通常以整体解 决方案方式出现，包括了网络协议、服务器、客户端等组件，用于在企业 或机构的内部网域范围内提供即时通信服务。目前，企业级即时通信技术 已经较为成熟，已经较多实用的解决方案面世【8 j 。这些方案除了提供基本的 3 哈尔滨工程大学硕+ 学位论文 即时通信服务外，也提供了文档共享、个人知识管理支持等辅加功能。 但目前中国的即时通信软件主要面向的是个人用户，即时通信软件的 主导力量是个人即时通信软件，而企业即时通信软件市场还处于初步发展 阶段，因此具有很大的发展空间。 1 3 开发即时通信系统的意义 作为应用软件的一个重要分支，即时通信系统( i m ) 自其产生开始就备受 瞩目。即时通信软件所构造的低成本实时性网上交流平台为广大互联网用 户广泛使用。即时通信软件的特点决定了它的普及性，成为了在互联网上 和他人联系的重要方式。通过即时通信系统，人们可以在发出消息后的很 短时间内得到对方应答，积极互动，满足了人们几乎同步交流的需求。这 对于加强信息沟通，提高工作效率，对推动政府机构、大型企事业单位信 息化的建设具有重要的意义! 目前即时通信系统主要有两种，一利- 是面向个人的即时通信系统 f p e r s o n a li n s t a n tm e s s a g i n g ，简称p i m ) ，另一种是面向企业的即时通信系统 ( e n t e r p r i s e i n s t a n tm e s s a g i n g ，简称e i m ) 。而中国的即时通信软件主要面向的 是个人用户的，即时通信软件的主导力量是个人即时通信软件 9 1 。 随着即时通信功能的不断更新，人们已经发现，即时通信软件不仅仅 用于娱乐和聊天，它还有卓越的商务及政务通信功能，各级职能部门或企 业运用这些即时通信工具，可以大大提高了沟通效率，增加竞争优势。 e i m 所具有的优势主要有【l o 】： 1 e i m 具有通信的即时性和高效性。与其他通信手段相比，e i m 的速 度更快，不管接收方的计算机处理何种业务，发送的消息都能即时通知众 多的用户，使通信更加顺畅。 2 e l m 具有功能的多样性。随着即时通信技术的不断完善和应用范围 的不断扩展，e i m 声音、视频的传输功能正在逐渐增强，安全性、健壮性等 各项性能也在不断提升，这使得即时通信产品具备了提供多种高质量、高 可靠性服务的能力。 3 e i m 在功能上具有较强的延伸性。例如，某些即时通信产品可以通 过无线接入设备实现无线即时通信，它允许使用者通过无线上网的方式直 4 哈尔滨t 程大学硕士学位论文 接访问公司的数据库甚至召集网上会议：某些具有翻译功能，可以实现多 种语言的互译等等。 目前企业即时通信系统产品还是较多的，但能占有很大市场份额或知 名度的产品却很少。大公司都有已经很成熟的产品，如微软的w i n d o w sl i v e 、 i b m 的l o t u ss a m e t i m e 7 5 、思科的c i s e ou n i f i e dp e r s o n a lc o m m u n i c a t o r ，但 它们大多是与它本公司的其它系统紧密结合才能使用1 1 ”。对于国内的大多 数中小企业、机构，若要实施可能要付出昂贵的软件或硬件产品的成本， 所以，依据国情，依据目前我们国内用户群的需求情况，我们开发国产企 业级即时通信软件成为新的热点。 1 4 课题的主要工作重点 本课题着重于即时通信系统( “信息通”系统) 设计方法的探索与实现。 该系统的设计目的是实现一个企业级实时通信平台，致力于帮助政府机关 或企事业等单位提高运作效率、降低沟通成本、拓展商业机会。该系统与 公众即时通信系统( i m ) 不同，后者主要是面向个人的，为个人群体之问 提供沟通服务，是个人通讯手段；而企业级即时通信系统是面向企事业单 位的，主要为单位内部的各个部门提供内部沟通、外部交流等服务的，它 给工作人员提供更方便的沟通方式，增强了信息共享和沟通能力，提高员 工日常工作效率，减少部门内部通讯费用和出差次数等，从而节省开支， 同时也提高了工作人员的合作意识，增强了凝聚力【l “。 “信息通”企业即时通信系统集成了多种沟通方式，包括文本会话、 手机短信、文件传输、网络会议、应用程序共享、企业f 1 常办公等多种远 程协作方式。在构建系统时我们在设计和实现时重点要做好下述几个方面： 1 总体构想 企业级即时通信系统与i n t e r n e t 即时通信系统有着很大的差别。在 1 n t e r n e t 上，路由、交换结点多，带宽无法保证，使用人员情况复杂， 网络安全也无法保证，因此重点着眼于系统的可靠性、断点续传等，同时 不支持大容量的信息交换的需求。而在企业的域范围内中，带宽可以保证， 系统的使用人员基本固定，因此设计的思路与理念应更新，支持大容量的 信息交换，同时支持广播、组播等技术的应用。 e 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 高效性 即时通信产品是常驻系统内存的系统级应用程序，其执行效率以及对 计算机系统的资源占用情况，将会严重影响计算机系统的应用。因此在设 计时需要采用更加科学、合理的方法，解决这一难题。 3 产品化 从技术角度来看，企业级即时通信系统是可以实现的一个目标，但我 们要研究并实现的是一个产品。因此智能性、通用性、可维护性、可管理 性等，任何一个细节的工作都要做好。 4 安全性 目前i n t e r n e t 的即时通信系统，已经成为病毒、黑客利用的工具， 因此企业级的即时通信系统在设计时，不仅要关注自身的安全，采用传统 的身份认证、数字签名、公共密钥等技术保证系统的可用性，同时还要针 对已经出现的攻击手段以及将来可能出现的攻击方法，进行预防。 5 融合性 企业级即时通信系统的研发，不能脱离政府机构或企事业单位现有的 信息平台，因此互相融合，相互协作是必然的。 1 5 论文的主要工作及论文的章节 本文分析了即时通信系统的一些关键技术，在此基础上研究和实现了 完整的即时通信系统，并根据c s 结构程序的特点，优化了信息传输过程 与事件触发过程，并对系统进行了全面的测试和分析。 本文根据软件工程的原理，完整的描述了即时通信软件系统的开发过 程，包括需求分析、总体设计、详细设计及实现过程，共分四个章节。 本文的第l 章介绍了项目的背景、目前国内外发展的现状、开发项目 的意义及工作重点。 本文的第2 章介绍了唧时通信系统的原理，并对开发需求进行了详细 的分析，使开发工作清晰，为系统的顺利完成打下坚实基础，有利于下一 步工作的开展。 本文的第3 章在系统需求分析的基础上，介绍了即时通信系统的总体 设计与详细设计过程。从总体框架出发，把即时通信系统划分为服务器端 6 哈尔滨工程大学硕十学位论文 与客户端两部分，分剐对每一部分的设计进行了描述，结合c s 结构软件 开发的特点，描述了详细设计的内容。 本文的第4 章介绍了即时通信系统的具体实现。根据总体设计与详细 设计的成果，对各个模块的方法、属性做了相应的描述，同时还介绍了各 模块之间的接口。 最后，对本文的工作和研究内容做了全面的总结，介绍了系统的应用 情况，并对未来的工作进行了展望。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第2 章系统开发原理与需求分析 2 1 即时通信系统技术原理 从技术上来说，i m 的基本技术原理如下【1 3 】： 第一步，用户a 输入自己的用户名和密码登录i m 服务器，服务器通过 读取用户数据库来验证用户身份，如果验证通过，登记用户a 的i p 地址、 i m 客户端软件的版本号及使用的t c p u d p 端口号，然后返回用户a 登录 成功的标志，此时用户a 在i m 系统中的状态为在线( o n l i n ep r e s e n c e ) 。 第二步，根据用户a 存储在i m 服务器上的好友列表( b u d d yl i s t ) ，服 务器将用户a 在线的相关信息发送给也同时在线的i m 好友的p c 机，这些 信息包括在线状态、i p 地址、i m 客户端使用的t c p 端口( p o r t ) 号等，i m 好友的客户端收到此信息后将在予以提示。 第三步是i m 服务器把用户a 存储在服务器上的好友列表及相关信息回 送到他的客户端机，这些信息包括也在线状念、i p 地址、i m 客户端使用的 t c p 端口( p o r t ) 号等信息，用户a 的i m 客户端收到后将显示这些好友列 表及其在线状态。 接下来，如果用户a 想与他的在线好友用户b 聊天，他将直接通过服 务器发送过来的用户b 的i p 地址、t c p 端口号等信息，直接向用户b 的 p c 机发出聊天信息，用户b 的i m 客户端软件收到后显示在屏幕上，然后 用户b 再直接回复到用户a 的p c 机，这样双方的即时文字消息就不通过 i m 服务器中转，而是通过网络进行点对点的直接通讯，这称为对等通讯方 式( p e e r t op e e r ) 1 1 4 j 。 在商用i m 系统中，如果用户a 与用户b 的点对点通讯由于防火墙、 网络速度等原因难以建立或者速度很慢，i m 服务器还提供消息中转服务， 即用户a 和用户b 的即时消息全部先发送到i m 服务器，再由服务器转发 给对方。 早期的i m 系统，在i m 客户端和i m 服务器之间通讯采用u d p 协议， u d p 协议是不可靠的传输协议，而在i m 客户端之间的直接通讯中，采用具 哈尔滨工程大学硕士学位论文 备可靠传输能力的t c p 协议。随着用户需求和技术环境的发展，目前主流 的i m 系统倾向于在i m 客户端之间，i m 客户端和i m 服务器之间都采用t c p 协议。 2 2 即时通信系统通信原理 即时通信的核心在于网络通信。计算机网络互连中使用最广泛的协议是 t c p i p 协议，因此深入研究t c p i p 协议是即时通信系统研发的重要环节【1 6 1 。 t c p i p 协议是一套完整的网际通信协议族，t c p 协议提供可靠的面 向连接的全双工数据流，i p 协议提供无连接的报文分组服务。许多应用协 议都以这两种协议为基础，它为在计算机互联网络上进行可靠的数据交换 提供了有力的手段。 端口( p o r t ) 是网络协议软件与应用程序打交道的结合点，是协议软 件的一部分，一个主机的每个网络进程都使用协议端口号进行标识。网络 环境下的进程间的通信，必须指明协议种类、主机地址和端口号，它们构 成了进程问通信的一端，将它们称为套接字( s o c k e t ) ，它是网络编程的一 个接口。简单的说，套接字就是进程间的点到点的通信，它提供了进程问 通信的一般办法，并允许使用复杂的通信协议。 在t c p i p 协议组中，s o c k e t 套接字与网络协议的关系如图所示。 网络应用程序 s o c k e t 接口 t c p i p 协议核心函数集 物理通信媒体 图2 1 套接字与网络协议关系示意图 s o c k e t 的核心结构包括三个部分：套接字层、协议层和物理层【1 8 】。套 接字层提供系统调用以及协议层的接口：协议层规定通信时所使用的协议 模块；物理层提供控制网络设备的驱动程序。在配置系统时，需要将协议 和驱动程序合理的组合起来。网络通信使用客户机服务器模式，通信双方 各有一个套接字，服务器端在侦听，而客户端进程则利用套接字与服务器 端进程进行通信。u n i x 核心为从客户机到服务器的数据确定通信路径，并 9 哈尔滨工程大学硕士学位论文 保存着内部的连接。 s o c k e t 有三种类型：s o c ks t r e a m ( 流式套接字) ，s o c kd g r a m ( 数 据报套接字) ，s o c kr a w ( 原始套接字) 。不同的s o c k e t 的工作流程不同。 一般地，使用t c p 协议的s o c k e t 工作流程如图2 2 所示【1 9 】。 图2 2t c p 套接字工作流程 从图2 2 中可以看出，客户机和服务器双方的系统调用在各自进程的相 应地方成对使用。 即时通信系统对于s o c k e t 的应用 即时通信系统采用c l i e n t s e r v e r 体系结构，即客户机服务器客户端体系 结构。c s 结构广泛应用于构造数据库系统，它包括连接在一个网络中的多 台计算机2 0 1 。处理应用程序并请求另一台计算机服务的计算机称为客户机， 处理数据库的计算机称为服务器。其特点是客户端只装载应用软件，而把 数据库放在服务器上，这样就可以使客户端不需要存储数据，从而简化客 户端软州2 ”。即时通信系统的服务器端与客户端通过s o c k e t 进行通讯。 服务器端进行监听，当有通讯行为时，由客户端发起连接，服务器端响应。 2 3 即时通信方式 即时通信方式主要以下几种： 在线直接通讯 1 0 哈尔滨工程大学硕士学位论文 如果用户a 想与他的在线好友用户b 聊天，他将直接通过服务器发送 过来的用户b 的i p 地址、t c p 端口号等信息，直接向用户b 的p c 机发出 聊天信息，用户b 的i m 客户端软件收到后显示在屏幕上，然后用户b 再 直接回复到用户a 的p c 机，这样双方的即时文字消息就不再i m 服务器中 转，而是直接通过网络进行点对点的通讯，即对等通讯方式( p e e r t op e e r ) 。 在线代理通讯 用户a 与用户b 的点对点通讯由于防火墙、网络速度等原因难以建立 或者速度很慢，i m 服务器将会主动提供消息中转服务，即用户a 和用户b 的即时消息全部先发送到i m 服务器，再由服务器转发给对方。 离线代理通讯 用户a 与用户b 由于各种原因不能同时在线的时候，如此时a 向b 发 送消息，i m 服务器可以主动寄存a 用户的消息，到b 用户下一次登陆的时 候，自动将消息转发给b 。 扩展方式通讯 用户a 可以通过i m 服务器将信息以扩展的方式传递给b ，如短信发送 方式发送到b 的手机，传真发送方式传递给b 的电话机，以e m a i l 的方式 传递给b 的电子邮箱等。 即时通信相对于其他通讯方式如电话、传真、e m a i l 等的最大优势就是 消息传达的即时性和精确性，只要消息传递双方均在网络上可以互通，使 用即时通信软件传递消息，传递延时仅为1 秒种【2 3 1 。 2 4 即时通信协议 目前，有许多的i m 系统，如a o li m 、y a h o oi m 和m s ni m ，它们 使用了不同的技术、不同的协议，而且它们互不兼容。为了创建即时通信 的统一标准，人们多次努力，试图统一各大主要i m 供应商的标准( a o l 、 y a h o o 及m i c r o s o f t ) ，但无一成功，且每一种i m 仍然继续使用自己所拥有 的协议 2 4 l 。 为了设计出适应用户需要的即时通信平台，我们必须要熟悉各种i m 协 议。这些常用的即时通信传送协议如下【25 j ： 可扩展通讯和表示协议( x m p p ) 1 1 哈尔滨- 程大学硕士学位论文 用于流式传输准实时通信、表示和请求响应服务等的x m l 元素。 x m p p 基于j a b b e r 协议，是用于即时通信的一个开放且常用的协议。尽管 x m p p 没有被任何指定的网络架构所融合，它还是经常会被用于客户机 服务器架构当中，客户机需要利用x m p p 协议通过t c p 连接来访问服务 器，而服务器也是通过t c p 连接进行相互连接。 即时通信对话初始协议和表示扩展协议( s i m p l e ) s i m p l e 协议为s i p 协议指定了一整套的架构和扩展方面的规范，而 s i p 是一种网际电话协议，可用于支持i m 消息表示。s i p 能够传送多种方 式的信号，如i n v i t e 信号和b y e 信号分别用于启动和结束会话。s i m p l e 协议在此基础上还增加了另一种方式的请求，即m e s s a g e 信号，可用于 发送单一分页的即时通信内容，即分页模式的即时通信。s u b s c r i b e 信号 用于请求把显示信息发送给请求者，而n o t i f y 信号则用于传输显示信息。 较长i m 对话的参与者们需要传输多种的延时信息，它们使用i n v i t e 和一 个叫做消息会话中继协议( m s r p ) 。与s i m p l e 协议结合，m s r p 协议可 用于i m 的文本传输，正如与s i p 协议相结合，r t p 协议就可以用于传输i p 电话中的语音数据包一样。 j a b b e r j a b b e r 是一种开放的、基于x m l 的协议，用于即时通信消息的传输与 表示。国际互联网中成千上万的服务器都使用了基于j a b b e r 协议的软件。 j a b b e r 系统中的一个关键理念是“传输”，也叫做“网关”，支持用户使用其它 协议访问网络一如a i m 和i c q 、m s nm e s s e n g e r 和w i n d o w sm e s s e n g e r 、 s m s 或e m a i l 。 即时通信通用结构协议( c p i m ) c p i m 定义了通用协议和消息的格式，即时通信和显示服务都是通过 c p i m 来达到i m 系统中的协作。 网际转发聊天协议( i r c p ) i r c p 支持两个客户计算机之问、一对多( 全部) 客户计算机和服务器 对服务器之间的通信。该协议为大多数网际即时通信和聊天系统提供了技 术基础。i r c 协议在t c p i p 网络系统中已经得到了开发，尽管没有需求指 定这是i r c 协议的唯一操作环境。i r c 协议是一种基于文本的协议，使用 1 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 最简单的客户端程序就可作为其连接服务器的接口( s o c k e t ) 程序。 2 5 即时通信系统的设计原则 即时通信系统的设计原则如下如示【2 6 】： 符合标准化、规范化、模块化的设计思想 软件设计应按照国家或行业的标准进行，以便于信息共享、交流和今 后的维护。在系统设计中，应充分考虑到技术实现的合理性和业务划分的 范围，尽量将业务流程和组织机构分离，使应用程序实现规范化、模块化 和具有可复用性。 具有分布式处理能力 软件设计应考虑采用分布式处理技术，支持多分支机构、跨地域的办 公模式以及移动办公，能够满足一些政府机关分布式办公和协同工作的要 求。 较高的安全性、一致性、并发性 软件设计应运用先进的存储安全、传输安全与身份安全技术，与其他 成熟的防病毒软件相结合，形成全面的信息安全体系。其中存放在用户电 脑上的数据经过严格的存储加密处理，有效防止任何未授权的访问，信息 的传输也实现了自动加密和严格保护，防止数据在传输过程中的泄密，保 证综合通汛、信息协同、工作流管理与其他网络办公功能的f 确实施。 良好的开放性和较好的用户接口 在系统设计中，应充分考虑到系统的开放性和可扩展性。开放性是指 系统易于推广和维护，能够适应不同部门的应用环境；可扩展性是指系统 能够适应未来的需求变化，能够自如的与其他系统进行数据交换。 简单易用的系统操作 软件设计应汲取网络浏览器易于维护的特点和p c 软件灵活细致的特 点，实现网络自动升级与配置，系统界面风格统一，内建模块与各种插件 式应用模块融为一体，共同集成为一个统一的、高度个性化的、一站式的 综合操作环境，易学易用，维护方便。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 6 系统的开发平台 在设计开发本系统时，考虑到系统功能、系统性能、安全性、可扩展 性、可维护性等各方面因素，我们采用模块化、面向对象的设计方法。 2 6 1 软件平台 1 操作系统 操作系统是构建整个系统的基础，是整个系统安全可靠的保证，目前 流行的主流网络操作系统主要有w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r , u n i x 等1 2 7 1 。我们选 择m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 作为本系统项目的操作系统，因为 m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 是一个功能强大、多用途的网络操作系统。 它的易用性、灵活性以及扩展的i n t e m e t i n t r a n e t 和通讯服务能最大程度地 满足各种规模的政府计算环境的需要。目前w i n d o w s 操作系统在中国成为 了最流行的选择，除了投资小以外，最主要的是基于w i n d o w s 应用平台有 一整套非常成功的应用解决方案，而且，各种大型的应用软件基本都支持 w i n d o w s ，系统的成功应用有较大保证。 2 数据库平台 采用s q ls e r v e r2 0 0 0 企业版作为本系统数据库管理系统。m i c r o s o f t s q ls e v e r 是高性能的客户服务器关系数据库管理系统。有许多熏要的新 特性，如透明分布式处理、简明管理、基于对象嵌入与链接技术( o l e ) 的程 序设计接1 2 1 ，以及与i n t e m e t 的集成等1 2 ”。选择m i c r o s o f ts q ls e v e r 最重要 的原因是由于它的可扩展性。因为m i c r o s o f ts q ls e v e r 是基于多线程并行 数据库内核，它能够发挥附加处理器的优势。在许多情况下，只有使用特 定的并行数掘库和操作系统才能获得对对称多处理技术的支持。当然它还 具备很高的安全性，对用户资料进行有效的保护。是高性能的客户服务 器关系数据库管理系统。有许多重要的新特性，如透明分布式处理、简明 管理、基于对象嵌入与链接技术( o l e ) 的程序设计接口，以及与i n t e r n e t 的 集成等。选择m i c r o s o f ts q ls e v e r 最重要的原因是由于它的可扩展性。因 为m i c r o s o f ts q ls e v e r 是基于多线程并行数据库内核，它能够发挥附加处 理器的优势。在许多情况下，只有使用特定的并行数据库和操作系统才能 1 4 哈尔滨工程大学硕士学位论文 获得对对称多处理技术的支持。当然它还具备很高的安全性，对用户资料 进行有效的保护【2 8 1 。 3 开发平台及管理工具 开发工具主要采用c s 开发工具。在本系统中，采用微软的v i s u a l s t u d i o n e t2 0 0 3 。m i c r o s o f t v i s u a ls t u d i o n e t 是全方位的开发平台，可以使 用它来开发一般的应用程序、数据库应用程序，硬件的驱动程序或是 w e b b a s e d 应用程序。v i s u a ls t u d i o n e t 包含了v i s u a lb a s i c ，c c + + 以及c 拌 等不同的语言，开发者可以根据需要选择采用何种语言，当然它也提供了 不同程序语言间的整合性功能，例如c o m + 眨们。另外在v i s u a ls t u d i o n e t 中 还提供了可视化的开发环境，你可以快速完成应用程序的接口设计。对于 本系统我们采用v i s u a ls t u d i o n e t 中的v c + + 作为丌发语占。 v c + + 的优势主要体现于： ( 1 ) 兼容性强，既支持面向对象的程序设计，也支持结构化的程序设计。 ( 2 ) 生成目标程序质量高，程序执行效率高。 ( 3 ) 提供了异常处理机制，简化了程序的出错处理。利用t h r o w 、t r y 和 c a t c h 关键字，出错处理程序不必与正常的代码紧密结合，提高了程序的可 靠性和可读性。 ( 4 ) 提供了模板机制。对于具体数据类型，编译器自动生成模板类或模 板函数，它提供了源代码复用的一种手段。 v i s u a lc + + 以其强大、高效的特点，成为开发w i n d o w s 网络应用程序的 重要开发工具。结合t c p i p 协议簇和客户机月务器模型，v i s u a lc + + 利用 网络编程的常用技术w i n d o w ss o c k e t 、w i n l n e t 和c o m d c o m 等可以 设计、开发各种功能完善、细节众多的网络应用系统，并完成相应的组织 测试程序。 2 6 2 系统出错处理技术 1 后备技术 对于系统出现的不可恢复的错误，这里指的不可恢复错误是无法对系 统进行配置，使系统恢复正常使用。一般处理方式为后备恢复，设计系统 采用数据库级的备份等，二是建立详细的事务日志，所有的操作都将记录 ls 哈尔滨工程大学硕士学位论文 在案。 2 故障恢复技术 为恢复系统( 包括软硬件) 故障和人为因素引起的数据错误。 2 7 系统安全性 数据安全性的问题包括服务器共享方面的安全性问题，由于大量的数 据是以文件形式存在的，用n t 的共享目录权限来控制的话，需要系统管理 员，做很多的工作，几乎无法自动调配数据，所以，应用程序将建立自己 的安全管理机制，以安全稳定、简单实用为基本原则”。 系统提供的安全性在登录以后将安全性集成到数据库的安全性上，如 果用户没有配置好数据库安全性，系统将使用内部的安全解析机制建立自 己的安全权限，集成安全功能依赖于“信用连接”，主要是通过n t 权限的模 仿来完成的，以此来监控登录用户的操作权限，保证系统的安全性。 除了用户密码保护外，还采用了u s b 接口的客户端身份认证的硬件设 备：e p a s s l 0 0 0 卡，该卡样式小巧，可以挂在钥匙链上，十分便于携带，内 设8 - 3 2 k b 的存储器，内置m d 5 哈希( h a s h ) 算法和随机查询数生成器， 内含安全文件系统，可预置密钥或存入数字证书，来确定用户的身份。其 应用领域十分广阔，如网上安全支付、网上身份认证、软件授权使用等等， 可以实现i c 卡已有的诸多功能，而且不需要读卡器。本系统具备e p a s s 卡 的制作、管理、与发行的功能。 1 发卡流程 工作人员将个人资料输入电脑， 处理，并通过系统录入个人资料。 相关的用户申领e p a s s 卡。 2 使用 e p a s s 卡的驱动程序安装完毕后 可进行身份认证。 并扫描照片，对空白卡片进行个人化 用户只要把e p a s s 卡插入电脑的口即 针对黑客与病毒利用即时通信系统进行入侵与攻击的行为，也采取了 相应的防护策略。如对传输信息加密，每次改变加密密钥等。同时严格定 义通讯协议，并增加合法性检查。 1 6 哈尔滨丁程大学硕e 学位论文 2 8 市场需求 对现代企事业而言，日新月异的技术、全球化的市场、众多的合作关 系、对突发事件快速反应，都需要有效的沟通来解决。谁能抢先一步，谁 就能占据主动权，把握住市场的先机。因此，为适应新的政治、经济形势， 各种沟通越来越快，对效率的要求也越来越高。跨区域、多层级、分隶属 的多层次的网络系统结构在一些单位中建立起来。但沟通方式多样化的同 时，沟通成本也在总成本中占的比重也不断增大。即时通信工具的资费却 低廉很多。越来越多的单位已丌始认识到即时通信工具能够带来极高的生 产力，借助它的应用，来提高业务协同性及反馈的敏感度和快捷度。人们 发现，即时通信软件不仅仅用于娱乐和聊天，还有卓越的商务、政务通信 功能。 国际知名的权威调查顾问公司美国g a r t n e r 发表的研究报告表明，至 2 0 0 2 年底全美大约有7 0 的单位使用实时通信软件作为重要但非诈式的内 部沟通工具，当一个跨国企业部门间对某个问题进行讨论时，即时通信工 具派上了用场。而国际知名的产业分析公司i d c 的一项预测表明，到令年， 全球实时通信的用户将高达2 3 亿人。该报告同时指出，一个企业通过使用 最新信息可以在关键的业务流程中消除管理和实施中的延迟，从而提高竞 争力。正如张瑞展所说的，即时通信能够知道其他人是否在线，从而避免 了员工在打电话找人上耗费大量的时间。 但人们会不会在上班的时候用即时通信工具娱乐? 管理者如何在不侵犯 员工隐私的情况下监督他1 j j 7 于是，专门针对企业用户的即时通信( e n t e r p r i s e i n s t a n t m e s s e n g i n g ，以 下简称e i m ) 产品被研究出来，它易于管理，同时风格“严肃”。 企业级的即时通信工具，可以集成企业利用率较高的多个信息沟通方 式，包括即时消息、语音、视频通讯和即时文件传输等等。 比较起邮件来，e i m 更快捷，更具亲和力和交互性，相比手机，它具 有可记录性、费用低、数据形式的多样式，支持文本，语音，图画，视频。 特别是能够与电子邮件、手机( 电话) 以及其他企业应用办公程序的结合使 用。 哈尔滨t 程大学硕十学位