基于P2P的即時消息傳遞軟件

徐江紅

(北京電子科技職業(yè)學(xué)院，北京100176)

1 引言

互聯(lián)網(wǎng)正影響著世界的每一個角落，極大的改變著人們的生活。互聯(lián)網(wǎng)本身也在飛速發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮。即時消息傳遞(Instance Messaging，MI)就是互聯(lián)網(wǎng)上一種頗受歡迎的新業(yè)務(wù)。所謂即時消息就是為用戶提供了一種方便快捷的通過Internet與朋友交流的方式，通過它人們可以在線交談、互傳文件、語音對話及進行視頻會議，甚至用手機雙向交流。未來即時消息的功能還會包括股票交易、在線購物、企業(yè)采購與調(diào)撥等電子商務(wù)運作。即時消息在發(fā)展初期更多地以其娛樂性引起了人們的關(guān)注，而現(xiàn)在其快速增多的企業(yè)用戶表明這一技術(shù)已經(jīng)被開始融入到現(xiàn)代商務(wù)活動中。即時消息傳遞的一個特點就是方便快捷，非常適用于短消息的傳送，另一個優(yōu)點就是安全可靠，保護隱私和機密，可以防止不需要的信息進入，保護自己不被打擾。

目前即時消息發(fā)展存在的最突出問題就是相關(guān)通信協(xié)議和標準的不統(tǒng)一，即各個即時消息軟件由于采用不同的語言和協(xié)議標準而無法相互通信。雖然到目前為止還沒有完全統(tǒng)一的標準協(xié)議，但作為一種基于IP技術(shù)的通信基礎(chǔ)軟件，即時消息最終成為開放式的在線通信工具肯定是大勢所趨。即時消息已經(jīng)成為語音及文本在線實時通信的主要技術(shù)，它必將成為未來移動商務(wù)、在線協(xié)作及Internet應(yīng)用的核心，同時也將繼承IP技術(shù)的開放風格，扮演比電子郵件更為重要的角色。

2 P2P技術(shù)

P2P(Peer－to－Peer)對等互聯(lián)或點對點技術(shù)。P2P技術(shù)可以讓用戶直接連接到其他用戶的計算機，進行文件共享與交換，同時P2P在深度搜索、分布計算、協(xié)同工作等方面也大有用途。P2P是一種用于不同PC用戶之間，不經(jīng)過中繼設(shè)備直接交換數(shù)據(jù)或服務(wù)的技術(shù)，它允許Internet用戶直接使用對方的文件。每個人可以直接連接到其他用戶的計算機，并進行文件交換，而不需要連接到服務(wù)器上再進行瀏覽與下載。

純點對點網(wǎng)絡(luò)沒有客戶端或服務(wù)器的概念，只有平等的同級節(jié)點，同時對網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點充當客戶端和服務(wù)器。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型不同于客戶端－服務(wù)器模型，在客戶端－服務(wù)器模型中通信通常來往于一個中央服務(wù)器。目前Internet的存儲模式是“內(nèi)容位于中心”，而P2P技術(shù)的運用將使Internet上的內(nèi)容向邊緣移動。這將帶來以下改變:首先，客戶不再需要將文件上傳到服務(wù)器，而只需要使用P2P與其他計算機進行共享;其次，使用P2P技術(shù)的計算機不需要固定的IP地址和永久的Internet連接，這使得占有極大比例的撥號上網(wǎng)用戶也可以享受P2P帶來的變革。基于此，我們采用C#作為開發(fā)工具，采用P2P技術(shù)開發(fā)了一個即時消息傳遞軟件。

3 系統(tǒng)設(shè)計

C#作為微軟.Net戰(zhàn)略的重要組成部分，其對網(wǎng)絡(luò)編程提供了很好的支持和優(yōu)化。本文實時消息傳遞軟件的設(shè)計，很直觀地給出了P2P(點對點)編程以及套接口編程的基本知識和概念。它是建立在TcpListener以及TcpClient這兩個類基礎(chǔ)上的，軟件中同時采用了多線程技術(shù)和P2P技術(shù)重返“非中心化”的基本原則。因此采用這個軟件可以在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送、接收消息，任何一臺計算機既可以作為服務(wù)器端，又可以作為客戶端。

3.1 界面設(shè)計

參照ICQ、OICQ等聊天工具，系統(tǒng)設(shè)計時可以將程序的主界面布置成和常見聊天工具的消息發(fā)送對話框類似的布局。不過由于程序僅有一個主界面，所以還要添加一些諸如“開始監(jiān)聽”、“停止監(jiān)聽”等控制按鈕。同時，程序是支持昵稱顯示的。于是，按照這個思路來布置程序的主界面。首先，往主界面上拖放如下一些控件:兩個Label控件、三個Button控件、三個TextBox控件、一個RichTextBox控件以及一個StatusBar控件。系統(tǒng)主界面如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)原理

由于該程序用到了許多網(wǎng)絡(luò)編程所需的對象以及輸入輸出對象，又運用了多線程編程機制，所以在程序的開始處需要添加如下一些名字空間:

using System.IO;

using System.Net.Sockets;

using System.Threading;

程序運行時，用戶首先單擊“開始監(jiān)聽”按鈕，啟動監(jiān)聽程序，系統(tǒng)進入監(jiān)聽狀態(tài)，狀態(tài)欄有相應(yīng)的顯示。這樣，本機就相當于“服務(wù)器/客戶機”模式中的服務(wù)器了，其他計算機通過IP地址連接到本機，并且可以向本機發(fā)送消息。C#對網(wǎng)絡(luò)編程有良好的支持性能，所以程序員的工作量是比較小的。由于該軟件采用P2P模式，所以只要另一臺計算機的用戶也按下"開始監(jiān)聽"按鈕，那臺計算機也成了對應(yīng)計算機的服務(wù)器了。此時就可以實現(xiàn)消息互發(fā)功能，在該模式下真正的服務(wù)器是不存在的，每臺計算機都是服務(wù)器，同時每臺計算機也是客戶機，這就體現(xiàn)了P2P技術(shù)的"非中心化"原則。

圖1 系統(tǒng)主界面

系統(tǒng)中使用Listen()函數(shù)來監(jiān)聽消息，通過Send()函數(shù)來發(fā)送即時信息。系統(tǒng)中實現(xiàn)監(jiān)聽的核心程序代碼如下。

函數(shù)的主體是一個try－catch語句，try部分又是一個while循環(huán)，這表示只要用戶不按"停止監(jiān)聽"按鈕，程序就會一直處于監(jiān)聽狀態(tài)。監(jiān)聽的端口是3280，這個端口是可以自己定義的，只要不跟常用的端口混淆就行了。一旦程序接收到遠程計算機的一條消息，就將該消息添加到消息顯示框中(消息顯示框就是那個RichTextBox控件)。函數(shù)的catch部分是捕捉異常用的，如用戶之間設(shè)置了防火墻，就不能彼此通訊了，或是對方已經(jīng)停止監(jiān)聽了，那當然就不能向它發(fā)送消息了。在系統(tǒng)中通過函數(shù)Send()實現(xiàn)程序發(fā)送即時消息的功能，核心代碼如下:

該函數(shù)的主體部分也是一個try－catch語句，它先根據(jù)用戶的輸入，建立一個和遠程計算機的連接，注意其端口也為3280，而且必須是3280，這是為了和接收方端口保持一致，這樣對方才能收到這里發(fā)送的消息。接著，函數(shù)根據(jù)用戶在消息輸入框中的內(nèi)容以及用戶的昵稱向遠程計算機發(fā)送消息。這樣，只要網(wǎng)絡(luò)無故障、遠程計算機已經(jīng)處于監(jiān)聽狀態(tài)，它就能接收到這里發(fā)送的消息了。當然，這里處于監(jiān)聽狀態(tài)了，遠程的計算機也可以自如地往這里發(fā)消息。函數(shù)的catch部分也是用于捕捉一些異常的。

程序運行如圖2所示。

圖2 軟件運行效果圖

在該軟件中還可以添加消息存盤與消息上傳功能，可以將即時消息上傳到指定的郵箱，同時還可以添加軟件背景修改等個性設(shè)計，通過不斷的修改與完善，一個功能強大的即時消息軟件不僅可以在局域網(wǎng)內(nèi)運行，同樣可以在互聯(lián)網(wǎng)上運行。

4 結(jié)束語

利用P2P技術(shù)的基本特性不但可以實現(xiàn)點對點通信，同時利用P2P技術(shù)與多線程技術(shù)相結(jié)合，我們還可開發(fā)出功能強大的能穿過防火墻進行通訊的軟件程序。在即時消息系統(tǒng)的發(fā)展過程中，如何保障系統(tǒng)安全、為用戶提供可靠服務(wù)同樣重要。一個即時消息系統(tǒng)可能會保存數(shù)億用戶的個人信息，如何保證這些信息的安全將是一個長期課題。即時消息系統(tǒng)作為一種服務(wù)方式，如果能夠真正與Web服務(wù)緊密結(jié)合，必將獲得更大的市場價值。加強應(yīng)用軟件與網(wǎng)站平臺的融合，實現(xiàn)資源的優(yōu)勢互補和服務(wù)內(nèi)容的整合，通過交替推出新的應(yīng)用軟件和完善服務(wù)內(nèi)容的方式，擴大網(wǎng)站的影響力，并同時獲得更多的應(yīng)用軟件用戶。未來基于P2P和多線程的“Web+即時消息系統(tǒng)”將是即時消息傳遞軟件發(fā)展的重要趨勢。

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