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可扩展消息和存在协议
摘要 - 可扩展消息和呈现协议（XMPP）是基于XML的即时消息传递协议套件。 XMPP是开放协议，它的根在开放的即时消息软件Jabber上。 在本文中，我们介绍了在两个rfc文档中定义的基本XMPP功能，即rfc 3920和rfc 3921。
索引术语 - 即时消息，可扩展消息传送和呈现协议XMPP
历史
Jabber - 第一步
Jeremie Miller于1999年1月发布了Jabber。这是一个在开发阶段即时消息和存在的开放技术。大约一年后（2000年2月），IETF的IMPP工作组（Instant Messaging and Presence Protocol）发布了其工作结果：RFC 2778和RFC 2779.第一个包含一个即时消息和存在系统的模型[1]，第二个是一组对此类系统的要求[2]。
由于观点不同，IMPP工作组从未制定过任何真正的协议。 Jabber社区制作了一个记录Jabber协议的互联网草案，。 不连贯的Jabber社区从未更新过草稿，因此已过期。即使如此，Jabber仍然在快速开发，并且在2000年10月发布了jabberd 1.2版（Jabber服务器）。 XMPP历史的时间线如图1所示。[3]
组织
Jabber软件基金会（JSF）成立于2001年8月，负责协调Jabber中使用的基于XML（可扩展标记语言）协议的开发和文档。 随着更强大和更一致的组织，Jabber软件基金会最终成功地和IETF一起使Jabber协议更加官方。
2002年2月，JSF向IETF提交了关于Jabber的Internet草案。 结果是很有希望的，并于2002年6月又提交了另外三份互联网草案。 在这些草案中，JSF为Jabber协议套件发布了新的中性名称：可扩展消息传送和呈现协议，XMPP。 很快XMPP工作组章程提交给IESG（互联网工程指导组），并于2002年10月批准了XMPP工作组。
XMPP工作组对草案进行了一些安全性和内部化增强。同时，JSF还使用了几个JEEP(Jabber增强方案)，它们基本上是对XMPP的扩展。
2004年10月，IETF和XMPP工作组发布了四个RFC。 RFC 3920涵盖了核心XMPP。即时消息和状态支持在RFC 3921中进行了描述。另外两个RFC（RFC 3922，RFC 3923）涵盖了XMPP到CPIM的映射（即时消息的通用配置文件，RFC 3860） XMPP的端到端签名和目标加密。
介绍
架构
通常XMPP用于普通的客户机-服务器体系结构，但这不是必须的。 例如也可以使用直接客户端-客户端XMPP通信。通常XMPP在TCP之上使用，但也可以与其他协议一起使用。
图2给出了XMPP即时消息网络的一个示例。网络可以有多个XMPP客户端和服务器。还有一个XMPP网关，允许其他IM网络的用户与XMPP用户通信。服务器在XMPP中的主要角色是管理到客户端和其他服务器的连接和XML流。服务器还在XMPP网络中的XML流中路由XML节。在我们的示例(图2)中，XMPP服务器1正在路由发送到XMPP客户端2的所有节。因特网分配号码管理局(IANA)已为xmpp服务器到服务器连接注册了tcp端口5269[4]。
客户端正在启动与服务器或其他客户端的连接。 IANA为XMPP客户端连接注册了TCP端口5222，并且通常使用TCP进行连接，但也有其他方法。 例如，如果其他主机支持，则可以使用HTTP轮询。
寻址和JID
统一资源标识符（URI）是一种紧凑的字符串，用于标识资源。[5]。 XMPP网络中的每个Entinty（例如客户端）都具有符合URI的地址，该地址由于历史原因而被称为JID（Jabber ID）。 用户的连接资源（客户端）具有lt;user @ host / resourcegt;的JID形式，其中资源是可选的。 还有其他形式，例如lt;chatroom @ servicegt;或lt;chatroom @ service / nicknamegt;。 前者可用于解决特定服务的聊天室问题，后者则用于解决特定服务的聊天室中的昵称问题。
Jabber ID可以由三部分组成：节点，域和资源(nodersquo;@rsquo;domainrsquo;/rsquo;resource)。 JID部分的长度有一些限制，但限制并不令人不安。 任何部分的最大长度为1023字节，因此JID的最大大小（包括分隔符#39;@#39;和#39;/#39;）为3071个字节。
JID的唯一必需部分是域，其他两个是可选的。 域标识符可以是IP地址，但建议使用完全限定的域名（FQDN）。节点标识符是可选的，通常代表客户端，但它也可以用来表示多用户服务的聊天室。 资源标识符通常代表会话，连接或对象。
流和节
所有XMPP通信都是在XML流内完成的。当客户端建立与服务器（或与其他客户端）的连接时，它将打开一个XML流。 然后另一台主机将另一个流打开回原始主机，因此每个正在运行的XMPP连接都有两个XML流，每个方向一个。
XML流是允许在网络中的两台主机之间交换XML元素的容器。 流就像普通的XML文档，它具有整个会话的大小。 在流内发送的所有消息都在构建文档，因此流在关闭之前不是完整的XML文档。 XML流的根元素是lt;stream /gt;。 流用于将节从一个主机发送到另一个主机。 节是第一级子元素，并且有三个核心节类型：lt;message /gt;，lt;presence /gt;和lt;iq /gt;。
一个简化的XMPP流的示例：
lt;streamgt;
lt;message to=rsquo;somebodyrsquo;gt;
lt;bodygt;Hello!lt;/bodygt;
lt;/messagegt;
...
lt;/streamgt;
稍后有更详细的这些节的描述。
流协商
让我们假设客户端已经建立到服务器的TCP连接。然后，客户端通过发送XML版本元素（如lt;？xml version =#39;1.0#39;？gt;和打开的lt;streamgt;元素）开始流协商。服务器响应lt;？xml version =#39;1.0#39;？gt;并使用其自己的lt;streamgt;元素打开流向相反的方向。实际上，lt;streamgt;元素需要名称空间声明，所以在lt;streamgt;元素中有stream：前缀，而完整的元素名称是lt;stream：streamgt;。
流属性在lt;streamgt;元素中定义。属性包括名称空间和版本信息。当服务器使用lt;streamgt;元素进行响应时，它会向lt;stream：featuresgt;元素内的客户端发送STARTTLS请求。
成功的TLS协商客户端启动到服务器的新流之后。服务器像以前一样响应，但不再提供TLS。请求启动SASL协商包含在服务器响应中，有点像之前描述的TLS请求。如果TLS协商失败，服务器只需关闭TCP连接。
TLS
TLS协议（传输层安全性）在RFC 2246中进行了规定。它提供加密并防止客户端 - 服务器通信内的数据篡改[6]。 TLS的细节超出了本文的范围，但我们描述了如何在XMPP中协商TLS握手。 XMPP的序列TLS协商如图3所示。
- 启动实体（例如XMPP客户端应用程序）打开与接收实体（XMPP服务器）的TCP连接，并通过发送lt;stream：streamgt;元素启动XML流。
- 接收实体（XMPP服务器）打开TCP连接，发送XML流头和lt;stream：featuresgt;元素以及支持的流特征列表，包括STARTTLS扩展名。 如果TLS被配置为接收实体的必需特性，则它应该包含lt;required /gt;作为lt;starttlsgt;元素的子元素。 lt;stream：featuresgt;元素的一个例子：
lt;stream:featuresgt;
lt;starttls xmlns=
rsquo;urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-tlsrsquo;gt;
lt;required/gt;
lt;/starttlsgt;
...
3）启动实体，然后通过发送
lt;STARTTLS xmlns=
lsquo;urn：IETF：params：xml：NS：XMPP-TLSrsquo;/gt;
来发出STARTTLS命令，到接收实体
4）接收实体以
lt;proceed xmlns=
rsquo;urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-tlsrsquo;/gt;
元素答复。 如果发生故障（在starttls阶段），接收实体应答lt;failure /gt;元素并终止TCP连接。
5）在lt;proceed /gt;元素发送后，双方停止发送XML元素，并通过现有的TCP连接启动TLS协商。
6）如果TLS协商不成功（A）接收实体终止TCP连接。 否则（B）初始实体向接收实体打开新的XML流，就像在第一步一样，但是使用现有的TCP连接。
7）接收实体通过在第二步发送新的流标题来回复，但省略了STARTTLS部分。
下一步启动实体继续进行SASL协商。
SASL
简单认证和安全层（SASL）在RFC 2222中定义。它可以用来为基于连接的协议添加认证[7]。 就像TLS一样，SASL的细节超出了本文的范围，但我们提供了XMPP的SASL协商的简要说明。 以下SASL协商序列如图4所示。
- SASL协商开始于成功设置TLS时打开的新XML流的XML流标头。 第一个启动实体发送版本号为1.0的流元素。
lt;stream:stream
...
version=rsquo;1.0rsquo;gt;
2）接收实体用流标题和流特征来响应。
lt;stream:stream
...
version=rsquo;1.0rsquo;gt;
lt;stream:featuresgt;
lt;mechanisms xmlns=
rsquo;urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-saslrsquo;gt;
lt;mechanismgt;
DIGEST-MD5
lt;/mechanismgt;
lt;mechanismgt;
EXTERNAL
lt;/mechanismgt;
lt;/mechanismsgt;
lt;/stream:featuresgt;
3）发起实体选择认证机制并将其发送给接收实体
lt;auth xmlns=
rsquo;urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-saslrsquo;
mechanism=rsquo;DIGEST-MD5rsquo;/gt;
4）接收实体发送base 64编码(仅使用US-ASCII字符[8]传输数据的方法)询问
lt;challenge xmlns=
rsquo;urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-saslrsquo;gt;
...
lt;/challengegt;
- 初始实体发送base64编码响应
lt;response xmlns=
rsquo;urn:ietf:params:xml:ns:xmpp-saslrsquo;gt;
...
- lt;/responsegt;
- 在必要时交换更多的询问/响应。
所需询问/响应对的数量取决于所使用的身份验证机制。身份验证的结果可以是lt;Success/gt;、lt;ABORT/gt;(由发起实体发送)或lt;Failure/gt;(由接收实体发送)。在失败的情况下，有一个原因代码包括在子元素中，例如lt;NOTENALATED/gt;。在SASL谈判失败或中止期间，应该可以进行合理数量的重试(例如，从输入密码错误中恢复)，但如果身份验证失败，接收实体必须终止TCP连接。
如果认证成功，则接收实体向发起实体发送lt;success /gt;元素。当接收实体发送lt;success /gt;元素时，它认为现有的XML流关闭，并等待新流的流头。因此，另一个XML流在接收到lt;success /gt;元素时由发起实体打开，并将相应的流头发送给接收实体。接收实体响应流头和特征列表（可能为空），这次没有STARTTLS的信息扩展或SASL。
节
流成功打开后，包括SASL协商和可能的TLS协商，可以通过流发送XML节。节可以与命令或操作相比较。有三个为jabber定义的基本节：client和jabber：服务器空间名称 lt;message /gt;，lt;iq /gt;和lt;presence /gt;。
这三个节有五个共同的属性。 Allattributes并不总是存在。
1）to指定节的接收者。
2）from指定节的发送者。 当服务器收到一个节时，它应该检查#39;from#39;属性的有效性。服务器可以在
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