基于JXTA的P2P即時通信系統設計

一、 引言

最近幾年，對等式網絡模型p2p開始受到重視，成為最近的技術熱點。p2p即peer to peer，稱為對等連接或對等網絡，它與傳統的客戶端/服務器（c/s）或瀏覽器/服務器（b/s）模式相比，最大的不同是降低了對服務器的依賴，在p2p網絡中各peer之間的關系是對等的，peer同時具有client和server的特點。它們可以直接通信，進行文件傳輸，無需依賴集中式服務器或資源就可完成。

p2p技術將在網絡尤其是寬帶網絡方面具備強大的應用潛力，2002 legend world大會上中科院計算機所的李國杰所長對p2p技術與網格技術的融和做出了非常有遠見的預測，國外p2p網絡流量占據了整個網絡流量的40％，國外p2p網絡注冊用戶超過3億以上這些都是有力的證據，從試驗科學的角度來看，p2p技術是因為解決了互聯網模型中的弱鏈接模塊的信息傳遞這個障礙，使得互聯網的信息流動更加通暢才使他具備了這樣強大的生命力和應用前景。

目前，p2p 技術的應用主要是在文件共享和即時通訊方面這兩個方面。所謂即時通訊，其實指的就是諸如oicq、icq等被稱為在線聊天的軟件。從某種意義上說，由于版

權的限制，即時通訊應用將超過文件共享應用，成為p2p的第一大應用。我基于jxta（jxta將在第二節作詳細介紹）設計了一個簡單的p2p 即時通信系統，它可以實現互聯網上任意兩臺主機之間的直接連接，不僅可以隨時知曉對方在線與否，而且交流雙方的通訊完全是點對點進行，不依賴服務器的性能和網絡帶寬，它為開發更多的p2p應用提供了基礎。由于java為網絡編程提供了很好的支持和優化，并且是跨平臺的，可移植性好，因此，我們選用java作為開發語言。

二、 jxta簡介

由于p2p應用軟件的前景看好，各大軟件公司都在競相開發p2p的軟件開發產品，sun的jxta就是其中的一個。使用jxta開發技術，軟件開發人員可以開發出基于java語言的p2p的應用軟件。jxta技術是一組開發式的協議，它們能夠連接網絡中的任何設備，從手提電話、無線pda到臺式電腦，讓它們協同工作、共享資源。jxta網絡里面的全部結點共同組成了一個虛擬網絡，里面的任何一個結點都能直接訪問其他的結點，即使那些結點是位于防火墻的背后。

1、 使用jxta技術來開發分布式計算軟件，可以實現以下功能：

（1） 能夠直接跟防火墻之后的其他結點連接；

（2） 簡易的共享文檔資料；

（3） 得到網絡上包含的信息的簡要目錄；

（4） 建立結點群組來提供定制的服務；

可以在遠端監視某個結點的行為。

2、 jxta的軟件結構分為以下三層（如圖1所示）

（1）核心層（jxta core）：它包含了服務所需要的核心功能，這一層封裝了最根本的東西，包括peer、對等組、peer發現、peer通信、peer監視和相關的安全原語。

（2）服務層（jxta service）：它提供了訪問jxta協議的接口，這一層包括了對于p2p網絡不是必需的、但很通用的功能，如查找、共享、索引、代碼緩存和內容緩存的機制。

（3）應用層（jxta application）：它使用服務來訪問jxta網絡和jxta提供的功能。這一層包括了應用jxta服務卡發出來的完整的p2p應用程序，例如myjxta ,jxta-cad等應用程序。

1、 總體介紹

本系統是一個建立在基于jxta的p2p網絡之上的即時通信軟件，它的功能類似于我們目前常常用到的即時通信軟件，如oicq、icq和msn等。即時通信系統分為發送（sender）、中繼轉發（transfer）和接收（receiver）三部分。當transfer啟動時加入p2p網絡，并且在p2p網絡中發布提供即時通信服務的通告。sender加入p2p網絡，通過查找p2p網絡通告尋找提供服務的transfer，選擇transfer形成p2p網絡通道。sender在這個通道基礎上建立與目的端的socket連接，將信息傳遞到receiver。傳遞的信息是用xml形式封裝的字節數組，數據被保存在xml文件中，由transfer解析出數據。通過通道中的各個transfer對信息進行加密及解密操作，實現sender和receiver之間的通信。當用戶運行該軟件時，會出現登陸界面，如圖2所示，如果用戶是第一次運行該程序，并沒有任何默認的設置，jxta會彈出jxta gui 配置實用程序讓你進行一些強制的和可選的設置。當用戶輸入正確的用戶名和密碼之后，就會加入jxta網絡，并啟動本機的jxta服務，成為jxta網絡中的一個peer。

2、 層次結構

系統主要分成三個部分：

l p2p網絡中的中繼轉發部分（transfer）

l 系統的發送部分（sender）

l 系統的接收部分（receiver）

（1）中繼轉發部分(transfer)

transfer主要負責提供匿名通信的服務，接收sender不同類型的消息，對其信息進行解密操作并且傳遞到jxta網絡中下一個peer的transfer，如果是最終結點peer就首先建立與receiver的連接，然后將信息解密之后，再解析xml文件得到數據傳遞到receiver。然后再接收receiver不同類型的消息，對其信息進行加密操作并且傳遞到下一個peer的transfer ，直到傳回到sender。在sender請求建立通道時，必須根據sender 請求信息判斷這個transfer是作為中間結點處理數據還是作為最終結點處理數據，兩者的處理信息方式有很大區別。如果信息傳遞過程中出現問題，將出錯信息傳回receiver。

（2）發送部分（sender）

sender主要負責查找jxta網絡中提供匿名通信服務的transfer，通過找到的transfer建立起一條基于p2p網絡的通道，然后就可以在這條通道上建立每一個socket通話連接，這樣通過這條通道就可以傳遞不同類型的信息（請求建立通道、數據、請求結束通話、請求關閉通道、建立通道允許、結束通話允許、關閉通道允許以及出錯信息）。在接收到receiver傳遞過來的信息時，由于經過加密得到的是密文，必須按照建立的p2p網絡路徑的順序進行解密，才能得到所需要的明文數據。在傳遞信息時，把需要傳遞的信息封裝成xml的格式，這樣在需要使用這些信息的transfer上就可以解析出所需要的數據，以便于進行下一步的操作。

（3）接收部分（receiver）

receiver主要負責在接收到p2p網絡中的transfer傳遞過來時的socket連接請求時同意socket連接，列出和自己建立連接的sender，通過選擇sender進行基于p2p網絡的信息傳遞。在接收到p2p網絡中的transfer傳遞過來時的socket通話結束請求時關閉socket連接，同時取消在列表中的sender，這樣receiver就無法與結束通話的sender再次取得聯系。在receiver關閉時，必須通知所有已經與自己連接的sender，sender才可以關閉與這個receiver的連接。

3、 具體實現及代碼分析

由于篇幅所限，在本文中我只對系統中的中繼轉發部分進行介紹。

transfer部分主要包括如下幾個重要的類：

（1）transfer.class

該類主要是繼承了serversocket類，serversocket類是用來寫服務器程序的類，所謂服務器程序，通常會監聽某一個連接端口，如果有某一臺客戶端計算機發出聯機的請求，則服務器就必須做出一些反應。transfer.class除了繼承了serversocket的創建服務器監聽端口，接受連接，關閉連接的功能之外，還定義了自己的功能函數——transnext()，與下一個p2p網絡結點peer

建立連接。

（2）newmsg.class和parsemsg.class

在信息傳遞的過程中，所有的數據都是以xml文件格式封裝的，將整個xml文件格式的信息作為整個字節數組byte[]進行加密和解密，在需要的結點peer將字節數組的內容寫入到xml文件中，再使用xml的解析方法將需要的數據解析出來。關于xml文件部分的操作主要由newmsg.class和parsemsg.class完成，其中newmsg.class主要是將收到的信息保存到xml文件中，而parsemsg.class主要是解析出xml文件中需要的數據。

（3）jxtashell.class

jxtashell.class主要是使用jxta創建p2p網絡中的點組，初始化點組，創建通告，發布通告。這個class文件對搭建p2p網絡起了主要的作用。

下面是部分源代碼：

public void workdealwith(string m,string de){ //解析xml文件元素

try{

domparser parser=new domparser();

parser.parse(m+".xml"); //取得需要解析的xml文件

document dom=parser.getdocument(); //dom為結點樹的根結點

nodelist games=dom.getelementsbytagname(de); //取得需要解析的元素

for (int i=0;i

node anode=games.item(i);

namednodemap attributes=anode.getattributes();

contest=anode.getfirstchild().getnodevalue(); //得到元素de的值

for (int a=0;a

node theattribute=attributes.item(a); //取得元素de的屬性

type=theattribute.getnodevalue(); //得到元素de的屬性的值

}

}

}catch(exception e){}

}

四、 結束語

本文作者的創新點主要在于在jxta架構的基礎上構建一個p2p的即時通信息通。利用p2p非中心性和動態性的特征為即時通信服務，在即時通信的過程中，在發送端對消息進行加密，在接收端再對加密的消息解密，消息在jxta網絡中是以匿名方式的方式進行傳輸的，使數據傳輸更加安全。傳遞的信息是用xml形式封裝的字節數組，數據被保存在xml文件中，由transfer解析出數據。通過通道中的各個transfer對信息進行加密及解密操作，實現客戶端和目的端之間的匿名通信。在系統的設計和實現過程中，對xml文件格式、jxta技術、加密解密技術等等做了一定的了解。但是由于時間倉促，且實驗條件的限制，程序的在穩定性方面仍然存在一定的問題，這有待于進一步開發和完善。