基于JXTA的P2P即時(shí)通信軟件的Java實(shí)現(xiàn)研究

王建

摘 要：JXTA是Sun公司專為P2P應(yīng)用程序所搭建的一個(gè)平臺(tái)，該平臺(tái)可通過(guò)Java實(shí)現(xiàn)。通過(guò)JXTA平臺(tái)中的6大協(xié)議、3大層，運(yùn)用Java編程語(yǔ)言，能夠?qū)崿F(xiàn)基于多個(gè)peer節(jié)點(diǎn)的P2P即時(shí)通信。其中即時(shí)通信模塊是該軟件的核心部分，利用JXTA平臺(tái)提供的服務(wù)構(gòu)建一個(gè)輸入管道與輸出管道，設(shè)計(jì)一個(gè)JXTASocket包，將peer接口方法整合到該軟件包內(nèi)，即可循環(huán)完成即時(shí)通信。文章基于JXTA平臺(tái)，利用平臺(tái)的JAVA綁定，設(shè)計(jì)了一款混合型的P2P即時(shí)通信軟件，真正實(shí)現(xiàn)了P2P跨網(wǎng)絡(luò)的即時(shí)通信。

關(guān)鍵詞：JXTA；P2P；即時(shí)通信軟件；Java實(shí)現(xiàn)

P2P是Peer-to-Peer，是一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)工作模式，在此模式下，能夠?qū)⒎?wù)器弱化或者完全取消，所有結(jié)點(diǎn)均是服務(wù)器與客戶機(jī)的結(jié)合，是對(duì)等關(guān)系。P2P網(wǎng)絡(luò)具有良好的擴(kuò)展性，能夠更好地利用網(wǎng)絡(luò)邊緣資源，避免發(fā)生單點(diǎn)故障，是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的一種模式[1]。

1 JXTA平臺(tái)

JXTA平臺(tái)是一個(gè)專為P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)所設(shè)計(jì)的平臺(tái)，既能夠?yàn)镻2P網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供一組協(xié)議，又能夠?yàn)镻2P應(yīng)用程序的開發(fā)提供一個(gè)平臺(tái)，能夠提供基于Java語(yǔ)言的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）。JXTA協(xié)議能夠支持多種對(duì)等點(diǎn)之間的直接通信，無(wú)需經(jīng)過(guò)中心服務(wù)器，即可相互發(fā)現(xiàn)并完成通信。其核心構(gòu)件包括peer（對(duì)等點(diǎn)），如PC機(jī)、傳感器或移動(dòng)通信設(shè)備等能夠?qū)崿F(xiàn)JXTA協(xié)議的實(shí)體；peer group（對(duì)等組），目的相同的對(duì)等點(diǎn)集合形成的一個(gè)跨越不同物理網(wǎng)絡(luò)的組；Service（服務(wù)），對(duì)等點(diǎn)與對(duì)等組均能夠提供服務(wù)，對(duì)等點(diǎn)獨(dú)立提供一個(gè)peer服務(wù)，對(duì)等組則由整個(gè)組提供一個(gè)peer group服務(wù)；Pipe（管道），對(duì)等點(diǎn)之間的虛擬連接，是JXTA信息在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送與接收的途徑；Message（信息），JXTA平臺(tái)可以通過(guò)XML方式與二進(jìn)制方式傳遞信息；Advicement（廣告），利用XML文檔的方式交換JXTA中所有可用的信息，可以是一個(gè)對(duì)等點(diǎn)、一個(gè)對(duì)等組、一個(gè)管道或者一個(gè)服務(wù)的信息[2]。

2 基于JXTA的P2P即時(shí)通信軟件的Java實(shí)現(xiàn)

2.1 peer接口的設(shè)計(jì)

JXTA中的peer之間通過(guò)Pipe完成通信，各Pipe都是通過(guò)相同的通信連接方式與過(guò)程運(yùn)行的，因此，可以將peer節(jié)點(diǎn)的連接設(shè)計(jì)為一個(gè)JXTASocket包，用以封裝全部的peer通信。該包中包含public interface peer{、public boolean bind（）（peer和輸入管道綁定，并開始執(zhí)行監(jiān)聽功能）、public void run（）（發(fā)送和輸入管道綁定的信息）、public boolean connect（）（綁定輸出管道，并構(gòu)建通信連接）、public boolean sendMessage（）（利用輸出管道發(fā)送信息）、public void setOutListener（）（設(shè)定輸出管道的監(jiān)聽器）、public void setInListener（）（設(shè)定輸入管道的監(jiān)聽器）、public void createGroup（）（建立對(duì)等組）、public void joinGroup（）（加入對(duì)等組）、public void leaveGroup（）（離開對(duì)等組）、public boolean searchGroupWithName（）（搜索對(duì)等組）、public boolean searchPeerWithName（）（搜索對(duì)等點(diǎn)）等方法。

2.2 聊天信息即時(shí)通信的實(shí)現(xiàn)流程

（1）通過(guò)DiscoveryService構(gòu)建一個(gè)信息輸入管道：以 pipeSvc.createInputPipe（）。（2）執(zhí)行監(jiān)聽，設(shè)定一個(gè)輸入管道Listener，設(shè)定public void pipeMsgEvent（）的方法，消息到來(lái)時(shí)，該程序就會(huì)自動(dòng)監(jiān)聽。（3）解析收到的信息，利用信息解析協(xié)議，通過(guò)String userName，String sendContent對(duì)消息進(jìn)行解析。（4）與監(jiān)聽到的管道通知進(jìn)行連接，并構(gòu)建一個(gè)信息輸出管道pipeOutService.createOutputPipe（）。（5）在輸出管道中利用newChatMessage（）的方法發(fā)送信息，先將信息全部封裝為new Message，再利用輸出管道將其發(fā)送出去。（6）在信息到達(dá)輸入管道時(shí)，再調(diào)用pipeMsgEvent（）的方法，獲取、解析、顯示即時(shí)信息，完成這一步，即完成了一次完整的即時(shí)通信。這一流程的反復(fù)運(yùn)行，即是P2P即時(shí)通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

2.3 文件傳輸即時(shí)通信的實(shí)現(xiàn)

（1）通過(guò)輸入管道捕獲一個(gè)文件列表共享請(qǐng)求，并將共享列表發(fā)送出去，利用public void doFileListRequest（）的方法完成。（2）捕獲文件列表，并顯示可供共享的一個(gè)文件列表，利用public void doFileList（）的方法完成。（3）捕獲對(duì)等體共享文件下載請(qǐng)求，分析其請(qǐng)求的文件名，并生成文件流的相應(yīng)信息，再發(fā)送給對(duì)方，利用public void doFileListDownloadRequest（）的方法完成。（4）捕獲文件流的對(duì)應(yīng)信息后，解析可供下載的文件名，再存儲(chǔ)，public void doFileListDownload（）的接口完成。（5）捕獲上傳后的文件流信息，分析文件名，再完成存儲(chǔ)，public void doFileListUpload（）的接口完成。

2.4 輸入管道的構(gòu)建步驟

（1）對(duì)于對(duì)等點(diǎn)發(fā)送的信息，首先要構(gòu)建一個(gè)管道廣告，再發(fā)布該廣告PipeAdvertisement myadv，并設(shè)定該廣告的ID及管道信息myadv.setPipeID，myadv.setName，在設(shè)定廣告類型時(shí)，可選擇一對(duì)多的廣播型管道，也可選擇一對(duì)一的單播型管道。（2）發(fā)布廣告，讓相互通信的對(duì)等點(diǎn)能夠發(fā)現(xiàn)該廣告，DiscoveryService可用于該類服務(wù)，設(shè)定disco.publish，disco.remotePublish的接口。（3）通過(guò)PipeService構(gòu)建一個(gè)基于該廣告的對(duì)應(yīng)輸入管道，并指定對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽器，即可等待消息到達(dá)，并實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信。

2.5 GUI圖形界面的創(chuàng)建

GUI圖形界面為整個(gè)IM系統(tǒng)的模型，是用戶登錄整個(gè)系統(tǒng)時(shí)的初始運(yùn)行模塊，包含了登錄模塊、即時(shí)通信模塊、文件傳輸模塊、組管理模塊和用戶查找模塊，各模塊對(duì)應(yīng)不同的peer接口，完成整個(gè)系統(tǒng)的交互通信與顯示。

2.6 GUI界面與通信軟件的鏈接

通過(guò)IDE開發(fā)工具導(dǎo)入GUI界面，修改通信軟件生成構(gòu)造器。將構(gòu)造器建在源程序中，通過(guò)public VSJ Chat（）代碼導(dǎo)入GUI界面，采用個(gè)性化的方法localinit（）建立初始化代碼，建立發(fā)送者的名字MySenderName=""或發(fā)送群的名字MyGroupName=""。通過(guò)Beaninit（）的方法調(diào)用對(duì)等機(jī)或群名，激活特定群中連接的對(duì)等機(jī)平臺(tái)，將IM系統(tǒng)加入到用戶名已知的IM會(huì)話平臺(tái)中，即可構(gòu)建信息輸入管道與輸出管道發(fā)送或接收信息。

2.7 該軟件的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

該軟件的設(shè)定基于JXTA平臺(tái)本身提供的能夠無(wú)視系統(tǒng)、語(yǔ)言、服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)限制等，為多個(gè)對(duì)等點(diǎn)提供一個(gè)最為實(shí)用、簡(jiǎn)捷的即時(shí)通信功能，既能夠用于聊天，也能夠用于文件傳輸。用戶信息與索引均無(wú)需借助服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，軟件在運(yùn)行時(shí)對(duì)服務(wù)器的依賴性極低，即使服務(wù)器受到攻擊，也不會(huì)影響軟件的繼續(xù)運(yùn)行。用戶在交換信息時(shí)，不需要有確定的準(zhǔn)確地址，能夠跨過(guò)防火墻及NAT設(shè)備，實(shí)現(xiàn)暢通交流。用戶通過(guò)JXTA平臺(tái)能夠真正實(shí)現(xiàn)peer-to-peer的對(duì)等通信，對(duì)于編程語(yǔ)言、開發(fā)平臺(tái)及傳輸協(xié)議無(wú)依賴性，能夠接入任意數(shù)字設(shè)備，無(wú)需在指定的PC機(jī)或其他平臺(tái)上接入。用戶的即時(shí)通信無(wú)需借助網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP，藍(lán)牙，HTTP或者家庭網(wǎng)絡(luò)等都能夠即時(shí)傳送信息，借助于JXTA提供的6大協(xié)議，在相同網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等點(diǎn)可以方便地進(jìn)行通信，真正實(shí)現(xiàn)了分布式的P2P通信。目前JXTA平臺(tái)自身即提供了Java語(yǔ)言綁定，在任意JXTA平臺(tái)運(yùn)行P2P程序都能夠直接按照自身喜好配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過(guò)該平臺(tái)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境跨越能力，穿越各種網(wǎng)絡(luò)防火墻、網(wǎng)段、服務(wù)器代理等不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信，并利用Java綁定輕松的創(chuàng)建輸入與輸出管道，實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信[3]。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在JXTA平臺(tái)上運(yùn)行GUI界面，彈出配置器后，根據(jù)步驟與要求設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，完成初始化配置，并將配置文件存儲(chǔ)于.JXTA目錄中，以用于之后使用時(shí)的用戶名與密度提醒。根據(jù)局域網(wǎng)要求設(shè)置測(cè)試參數(shù)，建立集合點(diǎn)runit.bat文件，運(yùn)行該文件，即可根據(jù)代碼提供建立一個(gè)Jxta通信群，以此作為群集合點(diǎn)。根據(jù)對(duì)等機(jī)的數(shù)量，開始運(yùn)行各個(gè)對(duì)等點(diǎn)，每個(gè)對(duì)等點(diǎn)均對(duì)應(yīng)一個(gè)runit.bat文件，逐個(gè)完成設(shè)置，即可運(yùn)行，再利用之前建立的管道與廣告運(yùn)行命令就可以在不同的對(duì)等點(diǎn)之間進(jìn)行即時(shí)通信。在通信過(guò)程中，需利用Recdezvous Peer將接收到的各對(duì)等機(jī)的廣告進(jìn)行緩存，以便突破內(nèi)網(wǎng)限制并發(fā)現(xiàn)所創(chuàng)建的PeerGroup。創(chuàng)建管道廣告（Pipe Advereisement），并使有固定的管道ID。利用PeerGroup與PipeAdvereisement構(gòu)建即時(shí)通信的虛擬通道。在兩臺(tái)機(jī)器中分別建立一個(gè)JxtaSocket，兩臺(tái)機(jī)器均建立代碼getInputStream（）與getOutputStream（），以獲得輸入管道與輸出管道的廣告信息，并進(jìn)行讀出與寫入操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)不同機(jī)器的P2P即時(shí)通信。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)使用Java語(yǔ)言的基于JXTA的P2P混合型即時(shí)通信軟件，通過(guò)Java語(yǔ)言、JXTA提供的六大協(xié)議與服務(wù)，能夠自由地構(gòu)建輸入管道與輸出管道，從而完成對(duì)等組、對(duì)等點(diǎn)之間的廣告、消息和文件傳輸，為小型合作組的交流提供了一個(gè)更為友好的平臺(tái)。

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