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2023年4月5日发(作者:北京留学机构)
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摘要:详细介绍了即时消息传递
和在线检测协议(IMPP)的基本模型
框架及相关的标准制定工作,重点介
绍了会话初始协议(SIP)应用于
IMPP所取得的进展,展望了IMPP
的发展趋势和应用前景。
关键词:IMPP,SIP,SIMPLE,
VoIP。下一代网络
Abstract:The basic framework and re—
lated standards setting of IMPP(Instant
Messaging and Presence Protoco1)are
introduced firstly in this paper,then the
progress on SIP applied for IMPP is de-
scribed.Finally,the developing trends
and application prospects of IMPP are
presented.
翟朝阳 北京邮电大学交换技术与通信网国家重点
实验室硕士研究生
卢美莲 北京邮电大学交换技术与通信网国家重点
实验室副教授
程时端北京邮电大学交换技术与通信网国家重点
实验室教授
翟朝阳卢美莲程时端
IMPP是即时消息
传递和在线检测协议
(Instant Messaging and
Presence Protoco1)的缩
写。即时消息传递(IM:
Instant Messaging)是一
种在Internet上发送即
时简短文本信息的方
式,用这种方式发送出
去的简短信息无需存
储,可直接到达对方,前
提是发送方和接收方必须同时在线。在线检测则是在Internet上查
找其他人在线状态的技术,便于人们及时相互联系。
IM和在线检测技术在互联网上已经得到广泛的应用,在Inter.
net上存在了l5年的IRC(Internet Relay Chat),我们现在经常用到
的OICQ,AOL的AIM,MSN的Messenger以及许多在线游戏,都采
用了IM和在线检测技术与方法。但是由于缺乏统一的标准,这些
应用之间无法进行互操作。随着I《秋思》唐张籍 n像组词语 ternet上多媒体通信的迅速发
展,将音频、视频和IM集成在一起已经成为必然趋势,因此迫切要
求制定有关IM和在线检测的统一规范。为此,IETF专门成立了
IMPP工作组,研究制定相关的标准和规范。到目前为止,IMPP工作
组已经提交了描述IMPP基本框架与需求的RFC2778和
RFC2779,以及大量草案。一些厂商和研究机构也在积极开展具体
的标准制定工作,并向IETF提交了建议。虽然IMPP的标准统一还
有待时日,但是IMPP的应用已经在Internet上迅速地扩展,相信在
不久的将来,IMPP将成为互联网上一个举足轻重的应用协议。
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尽管标准不统一,但是现有的IMPP系统具有共同的特征:一
个IMPP系统应该允许用户之间相互预定并通知对方自己的状态,
同时可以即时发送简短的信息,即提供两种业务:在线检测业务和
IM业务。为了实现这两种业务,必须定义相关的实体(Entity)以及
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各个实体之间交换信息的格式。IMPP工作组的首
要目标就是描述这一共同特征,提出基本的协议框
架和需求,然后在此基础上制定统一的规范和标
准,实现不同系统之间的互操作。目前IMPP已经完
成了对业务、协议和基本数据格式的统一规范。
1.业务
(1)在线检测业务
在线检测业务完成对表示用户在线状态的在
线检测信息的接收、存储和分发。该业务有两种不
同的“客户”(在实现中,两种客户往往存在于一个
实体当中):一个是在线状态发布实体(Presentity),
主要负责对在线检测信息的存储和分发,另一个是
在线状态观察实体(Watcher),它通过服务器接收在
线检测信息。
在线检测业务主要提供以下服务:对Presenti—
tiy和Watcher的身份认证;接收、存储用户的在线
状态信息;接受Presentity状态改变的请求;要求
Presentity认证用户的预约请求;向用户传递接受预
约的响应;记忆不同用户的预约请求;告知用户所
请求的Presentity的状态和状态改变。
(2)IM业务
IM业务提供即时消息的发送和接收服务。它也
有两种不同的服务对象:发送方和即时消息接收信箱
(Instant Inbox)。发送方向IM服务器发送即时消息,
而每条即时消息都对应着一个特定的地址,即Instant
Inbox地址,也就是说服务器收到即时消息后,按照其
中的地址将它分发到对应的Instant Inbox。
IM业务主要提供以下服务:对发送方和Instant
Inbox的认证;接收发送方发送的消息;给发送方发
送收到消息的确认;根据消息中的Instant Inbox地
址转发消息;记忆Instant Inbox地址和转发路由。
2.协议
(1)在线检测协议
在线检测协议定义了在线检测服务、Presentitiy
和Watcher之间的工作和交互规则,详细规定了在
线检测信息的格式和内容(图1)。
在线检测协议主要由以下协议单元组成:用户
主体(Principa1)是现实系统中具有唯一标识的单个
用户、程序或一组用户和程序;Presentity是申请在
2002年3月第3期
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离开、勿打扰等信息。通信地址包含连接方式和联
8 系地址两部分。
(2)即时消息传递协议
量 即时消息传递协议(Instant Messaging Protoco1)
g 定义了即时消息传递服务、发送方和Instant Inbox
之间的工作和交互规则,详细规定了即时消息的格
式和内容(图2)。
、 ., , 一一 . 一… — 即时消息传
摩囱
图2即时消息传递协议模型
递协议主要由以
下协议单元组
成:发送方是即
时消息的发送
者;发送方用户
代理是一个或多
个发送方的代
理,负责将发送
方的即时消息转发给服务器,同时接收服务器的相
应信息;Instant Inbox是存放即时消息的容器,等待
用户读取信息;Instant Inbox地址是Instant Inbox的
唯一标识,它和在线检测信息中的状态信息一起可
以有效地判断一个用户是否准备好了接收即时消
息;Inbox用户代理是一个或多个Instant Inbox的代
理,当Instant Inbox中接收到即时消息时及时通知
用户;IM服务器提供即时消息传递业务,主要功能
包括进行用户身份认证、即时消息转发、路由和重
定向功能等;代理服务器主要代理客户向IM服务
器发送请求,并将接收信息转发给Inbox用户代理。
即时消息传递协议采用转发机制,转发规则
(Delivery Rules)包括两个方面:一是IM服务器如何
将接收到的即时消息转发给Instant Inbox;另一个是
lnbox用户代理如何将即时消息再转发给用户主体。
转发的主要依据是即时消息中包含的接收者信息
及其与在1M服务器中记录的Instant Inbox地址的
对应关系及路由信息。
IMPP工作组在RFC2779中提出IM必须能承
载多用途网际邮件扩充协议(MIME:Multipurpose
Internet Mail Extension Protoco1)格式的载荷,因此在
已提交的关于即时消息信息格式(CPIM:Common
Profile for Instant Messaging)的草案中,采用了
MIME/RFC822格式作为主体。但不加修订地使用
MIME/RFC822格式,会产生一些问题,如词汇结构
不规范、缺乏统一性、可扩展性差等。
因此在CPIM中,采用了一种简单、严格而又兼
容MIME/RFC822的语法结构——Message/CPIM,这
种信息格式可以将任意MIME消息内容同与消息内
容相关的结构数据封装在一起,是一个由多部分组成
的实体。第一部分是消息结构信息,第二部分是消息
内容,两部分之间用空行分割开。这样不仅克服了
RFC822的不足,而且还能实现其无法达到的特性。
3.协议关系和安全考虑
在线检测和即时消息是两个独立的应用。例如即
时消息作为话音通信的一部分时,并不需要在线检
测;在交互式游戏中,即时消息已经是许多角色扮演
类在线游戏的基本组成部分。因此在线检测协议和即
时消息传递协议两者之间没有必然的联系,但许多情
况下两种协议是在一个客户应用程序中实现的。
由于越来越多的情况是在线检测与IM业务在
一起使用,所以IMPP考虑在两者之间建立一定的
联系。在即时消息传递协议中,Instant Inbox是存放
即时消息的容器,Instant Inbox地址可以包含在在线
检测信息中用以判断如何转发去往该Instant Inbox
的即时消息。因为从与Instant Inbox地址对应的断开头的成语
Presentity的状态可以知道该用户是否在线,从而决
定是否将即时消息转发到Instant Inbox。当然这一联
系并不是绝对的,只是一个参考模型。
IMPP协议框架对于安全问题提供了一些模型和
名词参考,在线检测和即时消息系统必须应对三种不
安全因素:误投(Spam,即收到地址错误的即时消
息);欺骗(Spoofing,即一个用户采用不正当手段冒充
另一个用户);窥探(Stalking,即利用在线检测信息来
推断用户所在的位置,往往怀有非法和恶意的目的)。
对于窥探可以通过接入规则、可见性规则及
Watcher信息来防范;对于欺骗可以通过多种即时
消息业务和在线检测业务的身份认证机制来保证;
对于误投则可利用转发规则来应对。
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1.IMPP标准制定的进展情况
自IETF的IMPP工作组成立并提交了
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l IMPP Protocol Mo del and Application Prospects 一\ . March.2oo2
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RFC277格律在线检测诗词吾爱 8和RFC2779之后,许多厂商和研究机构很
快提出了自己的相关标准建议,主要有SIP,IMXP,
PePP,MIT Proposal,RSVP-PP-Real-Time Messaging
Transport Protocol,IMX—Architecture,Jabber,OnelM
以及RVP等。
由于已经有许多实际的IMPP系统存在并投入
使用,IETF无法指定一个具体的建议作为IMPP的
标准,因此IMPP工作组只能制定一个框架,同时要
求厂商必须提供与其他IMPP系统互操作的接口。
而许多厂商和组织都在积极地制定和完善自己的
标准。
从目前的发展情况来看,会话发起协议(SIP:
Session Initiation Protoco1)最有希望应用于IMPP。
2.SIP概述
SIP是由IETF(RFC2543)提出的IP电话信令
协议,它能控制多个参与者参加的多媒体会话的建
立和终结,并能动态调整和修改会话属性。
SIP在设计上充分考虑了对其他协议的扩展适
应性,支持多种地址描述和寻址。SIP主叫按照被叫
地址,可以识别出被叫是否在传统电话网上,然后
通过一个与传统电话网相连的网关向被叫发起并
建立呼叫。
SIP中有客户机和服务器之分。基本服务器共
有贵女娇宠记 4类:用户代理服务器、代理服务器、重定向服务
器、注册服务器。
SIP独立于低层协议,一般使用用户数据报
(UDP)等无连接的协议,采用自己的应用层可靠性
机制来保证消息的可靠传输。
3.SlMPLE
SIMPLE是SIP for Instant Messaging and Presence
l ̄veraging工作组的缩写,其研究目标是将SIP协议
应用于IM和在线检测业务。由于SIP和IMPP所提
出的RFC2779中的要求以及有关CPIM的描述有许
多共同之处,因此采用SIP实现IMPP是自然选择。
不过完全采用基本的SIP协议对于IMPP还不
够,需要对SIP进行扩展,前提是不能对基本的SIP
协议进行任何修改。目前SIMPLE工作组已经提交
了两个基本草案:SIP用于在线检测的扩展(SIP Ex—
tensions for Presence)和SIP用于即时消息传递的扩
2002年3月第3期
在IM协议中,用户请求发送简短的消息到指
定用户的当前位置,这一过程与SIP建立会话的过
程非常相似,因此SIP是实现IM的协议基础。
从SIP的观点来看,一条即时消息就相当于一
个会话启动请求,SIP利用其会话启动过程为每一
条即时消息建立一个端到端的连接,使其作为SIP
消息的载荷进行传输。IM还可以利用SIP能传输多
媒体信息的特点扩展其传送内容。
在SIP Extensions for IM中完全采用SIP的路由
机制。虽然IM和一般的会话都采用同样的SIP过
程,但是在客户端允许它们独立存在,这样既可以
使用独立的IM客户程序进行即时消息传递,也可
以将IM功能与SIP客户程序集成在一起。
4.SIP应用于IMPP的优势
将SIP应用于IMPP有如下优势:在线检测信
息和即时消息的概念能够很好地对应到SIP中;能
够提供统一的通信业务,包括音频、视频、IM和在线
检测业务;减少管理费用;SIP用户只需很小的改动
就可以成为IMPP用户;有更多厂商的支持。
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虽然IMPP的统一标准还在制定和完善当中,
但是IMPP的应用已经在Intemet上迅速地扩展开
翟朝阳等lMPP的蚺议模型厦应用前量
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来,已有的IMPP系统也在不断地增加新的应用,扩
展服务范围。1MPP将会在发展中逐步完善统一,
IMPP的应用也将随着lnternet的蓬勃发展迎来一
个繁盛的时期。
1.SIP终将成为IMPP的标准
从广义来看,SIP终将成为IMPP标准基于以下
几个因素。
・互操作性:IMPP的目标是实现现有IMPP客
户之间的互操作,即遵循一个统一的标准。这个标
准应该是开放的Internet标准,被大多数厂商所接
受,能够迅速成为工业标准,并能跨越多种设备实
现多方的互操作。在现有的可选建议中,SIP是最
合适的。
・可伸缩性:每天都有成百万的Internet用户在
发送和接收数十亿条的即时消息和通知信息,因此
IM和在线检测业务要求强大的事务处理能力。SIP
作为VoIP在Internet上的协议,具有很好的可伸缩
性,它完全能够满足这一要求。因为与H.323不同,
SIP要求终端智能化,而核心相对简单,所以能够达
到很高的处理能力。
・可扩展性:SIP支持音频、视频、图像等多种业
务,在设计时就考虑了可扩展性,很容易对在线检
测进行分层。
・与PSTN的集成:SIP具有与PsTN相互的网
关,能够实现与七号信令系统之间的信令转换,同
时具有软交换功能,完全可以和PSTN很好地集成
在一起。
・隐私和数据安全的保证:这是所有IM和在线
检测系统的基本要求,在SIP中对数据安全有周密
的考虑,主要采用数据加密、安全认证机制来实现。
SIP还具有较严格的语法结构,不允许对信息进行
任何修改和复制操作。
・广泛的支持:SIP是Internet上的开放标准,与
同类协议相比,它得到了互联网上最广泛的支持,
大多数重要的互联网企业如思科、微软等公司都已
宣布支持SIP,所以SIP作为IMPP的标准也会得到
广泛的支持。
2.与VolP相结合
VoIP是传统话音业务和互联网融合的第一步,
充分利用互联网的灵活性和智能性实现业务的多
样化和智能化是VoIP所迫切需要的。
互联网上的通信方式应该是IM、在线检测和
VoIP的结合。一些较大的IM业务提供商已经在局
部范围内将三者结合在了一起,这一趋势还将进一
步地发展下去。
IMPP和VolP的结合可以建立在线通信,提升
Web站点的吸引力,并增加呼叫的成功率。
3.出现更多新业务
随着IMPP标准的统一和逐步完善,一些新的
Internet通信业务会不断出现。
・选择性在线检测(Selective Presence):因为
IM和在线检测本身并没有直接的关联性,所以用
户可以根据自己的需要定制(在任意时刻申请或
解除)在线检测业务,这将带来极大的方便和灵活
性。
・即时会议(Instant Conferencing):会议发起人
可以利用IM和在线检测业务向在线检测服务器发
起即时会议的请求,在线检测服务器会在所有人都
空闲的状态下将大家自动连接起来,利用IM服务
召开即时会议,所有人的工作都不会受影响。如果
大家同时都在忙,在线检测服务器就会请求会议发
起人取消会议;如果不能取消,那么在线检测服务
器会在会议发起人的请求时限内向所有人发出会
议通知,请求他们暂停手中的工作以参加会议。即
时会议业务不受时间和地点的限制,员工只要与网
络相连,会议发起人都可以召开即时会议。
・“Hop-On”业务:这是利用IM和在线检测提
供的业务。“Hop-On”业务类似三方通话功能,但又
不完全相同。初始状态是甲、乙分别和丙进行独立
的即时消息通信,当甲和乙建立IM呼叫时,在线检
测服务器将这一状况通知丙,如果丙认为可以和
甲、乙一同来讨论,就发出“Hop—On”的请求,在甲、
乙均同意的情况下,在线检测服务器将为三方启动
一个即时会议连接。在“Hop—On”业务中,甲、乙、丙
三方是平等的,都可以主动发出请求,而且要在三
方都同意的情况下才可以建立会议连接。
4.IMPP与下一代网络(NGN)
目前IMPP的应用还仅限于Internet,但是可以
刁 Zhaoyang。et a1. IMPP Protocol Model and AppIi lⅡon prospects March.2oo2
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预言IMPP的应用将会逐渐扩展到所有书旗小说 通信
网络中,这不仅是由于IM和在线检测业务
本身需求发展的原因,也是下一代网络体系
结构发展的有文化内涵又高雅的字 必然趋势。
下一代网络体系结构的核心是软交换
(Softswitch),其含义是把呼叫控制功能从媒
体网关(传输层)中分离出来,通过服务器上
的软件实现基本呼叫控制功能,从而实现呼
叫传输与呼叫控制的分离。
现有的各种网络正在逐步向下一代网
络演进,其中VolP网络将会是这一演进过
程的最佳切入点,H.323和SIP是VoIP现
行的两种主要标准机制。相比较而言,SIP
协议起源于HTFP,是基于文本的信令协
议,具有简单、灵活、易扩展以及和Intemet
天生融合等优点,同时具备支持高级智能
网的特性,还支持用户移动性,因此SIP更
有可能作为下一代网络中软交换的信令控
制协议。
由于IMPP最终将可能采用SIP作为其
实现的基本协议,这也决定了IMPP在下一
代网络的应用中将扮演重要的角色,它有可
能是除了基本话音业务外最先在下一代网
络上实现并广泛应用的业务之一。 {+。
- ̄:. ̄p7 7-3-g
收稿日期:2002—0l—l5
参考文献
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IETF,2000
2 RFC 2779.1nstant Messaging/Presence Protocol Requireme-
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6 draft—rosenberg—impp—im一01.txt.SIP Extensions for In—
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7 draft—rosenberg—impp—differences—O0.txt.A Framework for
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9 draft-ietf-sqmple-presence-02.txL SIP Extensions forPreser
e IETF.200l
2002年3月第3期
(上接第23页)
接状态的包过滤在进行包的检查时,不仅将其看成是独
立的单元,同时还要考虑它的历史关联性。防火墙在进
行规则检查的同时,可以将包的连接状态记录下来,该
连接以后的包则无需再通过规则检查,只需通过状态表
里对该包所属的连接的记录来检查即可。如果有相应的
状态标识,则说明该包已经建立合法连接,可以接受。检
查通过后该连接状态的记录将被刷新,这样就使具有相
同连接状态的包避免了重复检查。同时由于规则表的排
序是固定的,只能采用线性的方法进行搜索,而连接状
态表里的记录是可以随意排列的,于是可采用诸如二叉
树或哈希(hash)等算法进行快速搜索,这就提高了系统
的传输效率。同时,采用实时的连接状态监控技术,可以
在状态表中通过诸如应答响应(ACK)、NO等连关于柳树的诗词 接状态
因素加以识别,增强系统的安全性。
另外,对于基于UDP协议的应用来说,由于该协议
本身对于顺序错误或丢失的包并不作纠错或重传,所以
很难用简单的包过滤技术来处理。防火墙在处理基于
UDP协议的连接时,应能为UDP建立虚拟的连接,对连
接过程进行状态监控,通过规则与连接状态的共同配合
达到包过滤的高效与安全。
乞 墙语
因特网上的安全问题是多方面的,随着电子商务等
因特网应用日益发展,信息交换变得越来越普及,信息
安全也显得愈加迫切,面临的考验也愈加严峻。保证因
特网安全不仅仅是技术上的问题,从各个层次上提高协
议的安全性等只是问题的一个方面,操作管理、人员素
质等也是影响安全的非常重要的因素。
收稿13期:2001-08一lO
修改13期:2002-01—30
参考文献
1 Merike.网络安全性设计.潇湘工作室译.北京:人民邮电出版社,2000
2 Thomas A.Wadlow.网络安全实施方法.潇湘工作室译.北京:人民邮电出
版社.2000
3缪道期.二十一世纪中国计算机安全展望.网络安全技术与应用,2OOl,(2) 有道 在线翻译
4潘正运,荆涛.网络安全与信息保密.赛遣网.2001—07-01
5林曼筠.域名服务器的安全保护.网络安全技术与应用,2001,(1)
6张海航.如何使Web更安全.计算机应用文摘,2001-07—27
7李素科.网络安全:Telnet中的安全问题.赛迪网,2001—08一O1
8缪道期.加强计算机安全.现代电信科技,2000,(9):1~2
翟朝阳等IMPP的协议模型殛应用前景
专
题
讲
座
维普资讯
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