基于Android平台简易即时通讯的研究与设计

1 Android平台简介

Android是Google公司于2007年11月5日推出的手机操作系统，经过2年多的发展，Android平台在智能移动领域占有不小的份额，由Google为首的40多家移动通信领域的领军企业组成开放手机联盟(OHA)。Google与运营商、设备制造商、开发商和其他第三方结成深层次的合作伙伴关系，希望通过建立标准化、开放式的移动电话软件平台，在移动产业内形成一个开放式的生态系统。正因如此，Android正在被越来越多的开发者和使用者所接受。近日，Google发言人AnthONy House称，截止到2010年4月15 Lt，An droid Market已经有3.8万多个应用程序。

　　2 Android平台特性与即时通讯的研究

Android平台框架共由5部分组成。底层核心是基于Linux 2.6内核开发的独立操作系统，该层用来提供系统的底层服务，包括安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系列的驱动模块。中间是Android执行环境，包括系统运行库、Dalvik虚拟机、核心库和一些C/C++库等支持Android使用的各个组件。应用层框架是开发人员使用这些API框架来开发自己的应用，简化了应用程序开发的架构设计。应用层程序是用Java语言编写的运行在虚拟机上的程序 。整个Android平台框架如图1所示。

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即时通讯(IM)是一个终端连往一个即时通讯网路的服务。即时通讯与e-mail的不同在于它的交谈是即时的。大部分的即时通讯服务提供了在线提醒的特性——显示联络人名单，联络人是否在线，能否与联络人交谈等。近几年即时通讯发展特别迅速，即时通讯的功能日益丰富，由PC客户端发展到移动客户端，逐渐发展成一个综合化信息平台，国内市场上知名的即时通讯工具有腾讯QQ，新浪UC，中国移动飞信等，但这些产品都有着很严重的安全威胁，如ID被盗、隐私威胁、病毒威胁等。为了减小这些威胁，可以在企业内部开发自己的即时通讯软件，减少为未知用户带来的威胁。

　　3 简易即时通讯功能及设计

3.1 简易通讯的功能

本设计实现了在Android平台上开发即时手机通讯系统，它能够使用户在手机客户端上登录服务器，方便、迅捷地收发即时消息。随着研究的深入，可以在该系统上实现图片的传输和接收，以及其他一些功能，这样可以使该系统功能更加多样化。

3.2 简易通讯系统框架介绍

通讯系统架构采用C/S模式，即客户端/服务器的体系结构。客户端是基于Android平台进行开发，通过3G 网络与Internet建立连接，通过服务器实现Android客户端之间的即时通讯。客户端负责初始化通信过程，进行即时通讯时，由客户端负责向服务器端发起连接请求。服务器端采用开源的Openfire 作为服务器，允许多个客户端同时登录，并且同时连接到一个服务器上。服务器对每个客户端进行认证，对认证通过的客户端创建会话，实现客户端与客户端之间的通讯。

3.3 客户端的解决方案

系统的客户端定位于Android平台的手机，采用SIMPLE 协议作为即时通讯协议，SIMPLE(SIP for InSTant Messaging and Presence Levera—ging Extensions)是SIP(Session Initiation Proto—co1)的扩展，它为SIP协议制定了一整套的架构和扩展方面的规范，用于支持IM。SIMPLE通过SIP来传递状态信息和实现分布的信息表示。根据协议规则，采用Android平台提供的XML解析包对XML进行解析。根据Activity模块运行于主线程的特点，采用多线程 技术来解决系统通信问题。系统的用户信息和聊天信息存储在An—droid平台自身所带的SQLite数据库中。客户端功能模块如图2所示。

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3.4 服务器端解决方案

系统服务器端采用开源的Openfire来建立即时通信服务器。Openfire采用Java语言进行开发，Java语言具有跨平台的特点，因此Openfire服务器可以架设于多种操作系统平台上。Openfire服务器的内核主要由服务器连接管理组件、会话管理组件、数据存储组件和传输器组件等组成。

Openfire实现了插件机制，方便扩展，通过安装与异构网络通讯的插件，便能与其他的通讯软件实现通讯。在网络连接中采用Apache的Mina框架来实现网络连接，Mina框架使用非阻塞式的高性能I/O底层，采用异步I/O事件和事件驱动机制，使服务器具有很高的效率和性能，从而能够及时处理大量的客户端连接事件和VO 随机事件，单台服务器可支持上万个并发用户。服务器与客户端的连接示意图如图3所示。

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3.5 通信系统结构

随着移动通信与Internet的飞速发展及其相互融合，3G无线网络使无线网络高速接入Inter—net成为现实，从而移动客户端可以接入到Inter—net的服务。系统客户终端通过3G无线网络采用TCP协议连接到服务器，通过SIMPLE即时通讯协议进行及时通讯。

在移动网络中，移动终端接人到3G无线网络。

网关移动交换中心GMSC(Gateway Mobile Swim—hing Center)为用户提供分组路由、隧道和跟踪移动终端的位置等功能。UMTS(Universal Mobile Tele—communications System)提供3G网络内部与外部网络的路由和封装，分配TP地址，实现与Intemet网络的互通。通信系统结构示意图如图4所示。

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3.6 系统工作流程

服务器对用户输入的用户名和密码进行身份验证，验证成功后，客户端从服务器端读取客户端的个人信息，并更新好友列表和群组信息，服务器端响应客户端的各种请求，客户端可发送接收信息，通讯完毕退出系统登录状态。这样，一个简易即时通讯系统便实现了。图5是认证流程示意图。客户端软件使用Java和XML语言在eclipse集成开发环境中开发，基于Andriod 1.5模拟器开发的用户登录界面如图6所示。

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4 结语

该设计主要讨论了基于Android平台的简易即时通讯系统，研究了在开源服务器Openfire上各个移动客户端和服务器之间的通信系统结构，实现了客户端功能。随着研究的进一步深入，基于An .droid的通讯系统会逐渐完善，相信基于Android平台的即时通信系统会有着很好的应用前景。