本文重點在于對飛鴿協(xié)議原理及部分網(wǎng)絡(luò)知識進行普及性的介紹,盡量避免用專業(yè)的術(shù)語嚇跑非計算機專業(yè)朋友,如果有介紹的不合理的地方,也歡迎高手出來拍磚。
飛鴿概述
飛鵒傳書作為免費的開源軟件,在全世界各國享有聲譽,其原作者是H.Shirouzu,其windows平臺的C++源碼下載地址為http://www.azhi.net/IPMsg/ipmsg206src.zip。除windows平臺的實現(xiàn)以外,還存在大量其它平臺的飛鴿實現(xiàn),如Mac,Linux,甚至還存在平臺無關(guān)的Java版本。
本人開發(fā)的飛鴿傳書,實際上是在M8平臺上實現(xiàn)了該協(xié)議子集。從而能夠?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)用戶發(fā)現(xiàn),接收PC版飛鴿傳入的消息、文件、文件夾。
本人實現(xiàn)的飛鴿,可參考如下兩個帖子:
1 http://bbs.meizu.com/thread-791903-1-1.html
2 http://bbs.meizu.com/thread-814371-1-1.html
飛鴿能夠?qū)崿F(xiàn)這種異構(gòu)平臺之間的通信,在于它的源碼和協(xié)議是開放的,只要遵守相應(yīng)的傳輸協(xié)議,就可以實現(xiàn)通信。
這里要強調(diào)一個概念,網(wǎng)絡(luò)傳輸類應(yīng)用程序,協(xié)議是重中之重。那么,協(xié)議到底是什么呢?協(xié)議可以讓運行于兩個不同平臺的程序之間做到“心有靈犀一點通”,也有點像黑幫內(nèi)部的切口:A說了天王蓋地虎,B就要說寶塔鎮(zhèn)荷妖。
有點扯遠了,計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的協(xié)議,是要解決一些很實際的問題,比如,以飛鴿為例,計算機A向計算機B可以發(fā)消息,也可以傳文件。都是通過網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù),B如何能知道,這些數(shù)據(jù)中什么是消息,什么是文件呢?這就需要設(shè)計通信協(xié)議,通過一些命令字描述當前或即將傳送的數(shù)據(jù)是什么內(nèi)容。從而使得接收方,能夠正確理解發(fā)送方發(fā)出的內(nèi)容。
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),TCP/IP協(xié)議簡介
TCP/IP是很復雜的,要介紹這個已經(jīng)遠遠超出我的能力范圍,但我仍然可以對它的上層使用做簡單的介紹。
前面我們花了大量的篇幅加口水強調(diào)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的重要性。那所謂的飛鴿協(xié)議,與我們平時常常聽到的TCP/IP有什么區(qū)別和聯(lián)系呢?這個問題問的好(我自己問的)!
計算機網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計有著非常多的成功的可取之處,其中之一就是分層。按照問題所在的領(lǐng)域,將問層劃分到不同的層中去解決(讀者可自行參考OSI的七層模型以及TCP/IP的五層模型)。TCP/IP協(xié)議在傳輸層提供的UDP和TCP傳輸協(xié)議,成為了我們構(gòu)建應(yīng)用層軟件(如,聊天,下載,郵件,http等等)的基礎(chǔ)。
TCP傳輸協(xié)議規(guī)定了通信雙方需要一個“連接-接受”這樣的連接確認過程,既所謂的三次握手過程。一但連接建立成功,雙方可以通過該連接,進行可靠的數(shù)據(jù)通信。
UDP傳輸協(xié)議不需要雙方進行連接,發(fā)送方只需要指定接收方的地址和端口,若接收方此時正在該端口等待接收,那接收方就有可能(網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不好的話,可能會丟,不過局域網(wǎng)里通常不會發(fā)生這樣的情況)收到消息。
除此之外,還有一個重要的概念是廣播,將數(shù)據(jù)包發(fā)送到廣播地址(用UDP協(xié)議發(fā)送),則該網(wǎng)段的所有用戶,都可以收到這條數(shù)據(jù)。
飛鴿協(xié)議分析
飛鴿的協(xié)議也屬于應(yīng)用層協(xié)議,它描述了飛鴿程序通信時的語法和語義。
其語法定義如下(所有的命令字,都必需符合這樣的格式要求):
Ver(1): PacketNo:SenderName:SenderHost:CommandNo:AdditionalSection
每部分分別對應(yīng)為:版本號(現(xiàn)在是1):數(shù)據(jù)包編號:發(fā)送主機:命令:附加數(shù)據(jù)
其中:
數(shù)據(jù)包編號,一般是取毫秒數(shù)。利用這個數(shù)據(jù),可以唯一的區(qū)別每個數(shù)據(jù)包;
SenderName指的是發(fā)送者的昵稱(m8飛鴿被我統(tǒng)一的寫死為m8,現(xiàn)在知道怎么定制了吧?);
發(fā)送主機,指的是發(fā)送主機的主機名;
命令,指的是飛鴿協(xié)議中定義的一系列命令,具體見下文;
附加數(shù)據(jù),指的是對應(yīng)不同的具體命令,需要提供的數(shù)據(jù),具體見下文。
上面介紹了數(shù)據(jù)包的語法,即格式,這些命令都是通過UDP協(xié)議向其它主機發(fā)送的。
接下來列出協(xié)議的命令,包括命令字及附加選項:
1) Command functions (Low 8 bits from command number 32 bits)
IPMSG_NOOPERATION No Operation
IPMSG_BR_ENTRY Entry to service (Start-up with a Broadcast command)
IPMSG_BR_EXIT Exit from service (End with a Broadcast command)
IPMSG_ANSENTRY Notify a new entry
IPMSG_BR_ABSENCE Change absence mode
IPMSG_BR_ISGETLIST Search valid sending host members
IPMSG_OKGETLIST Host list sending notice
IPMSG_GETLIST Host list sending request
IPMSG_ANSLIST Host list sending
IPMSG_SENDMSG Message transmission
IPMSG_RECVMSG Message receiving check
IPMSG_READMSG Message open notice
IPMSG_DELMSG Message discarded notice
IPMSG_ANSREADMSG Message open confirmation notice(added from version-8)
IPMSG_GETFILEDATA File Transfer request by TCP
IPMSG_RELEASEFILES Discard attachment file
IPMSG_GETDIRFILES Attachment hierarchical file request
IPMSG_GETINFO Get IPMSG version info.
IPMSG_SENDINFO Send IPMSG version info.
IPMSG_GETABSENCEINFO Get absence sentence
IPMSG_SENDABSENCEINFO Send absence sentence
IPMSG_GETPUBKEY RSA Public Key Acquisition
IPMSG_ANSPUBKEY RSA Public Key Response
2) Option flag (High 24 bits from command number 32 bits)
IPMSG_ABSENCEOPT Absence mode(Member recognition command)
IPMSG_SERVEROPT Server(Reserved)
IPMSG_DIALUPOPT Send individual member recognition command
IPMSG_SENDCHECKOPT Transmission check
IPMSG_SECRETOPT Sealed message
IPMSG_READCHECKOPT Sealed message check(added from ver8)
IPMSG_PASSWORDOPT Lock
IPMSG_BROADCASTOPT Broadcast message
IPMSG_MULTICASTOPT Multi-cast(Multiple casts selection)
IPMSG_NEWMUTIOPT New version multi-cast(reserved)
IPMSG_AUTORETOPT Automatic response(Ping-pong protection)
IPMSG_NOLOGOPT No log files
IPMSG_NOADDLISTOPT Notice to the members outside of BR_ENTRY
IPMSG_FILEATTACHOPT File attachment
IPMSG_ENCRYPTOPT Code
IPMSG_NOPOPUPOPT (No longer valid)
IPMSG_RETRYOPT Re-send flag(Use when acquiring HOSTLIST)
3) Extended code flag (hex format combination)
IPMSG_RSA_512
IPMSG_RSA_1024
IPMSG_RSA_2048
IPMSG_RC2_40
IPMSG_RC2_128
IPMSG_RC2_256
IPMSG_BLOWFISH_128
IPMSG_BLOWFISH_256
IPMSG_SIGN_MD5
4) Extended files for attachment (fileattr low 8 bits)
IPMSG_FILE_REGULAR
IPMSG_FILE_DIR
IPMSG_FILE_RETPARENT
IPMSG_FILE_SYMLINK
IPMSG_FILE_CDEV
IPMSG_FILE_BDEV
IPMSG_FILE_FIFO
IPMSG_FILE_RESFORK
5) Attachment file extended attribute(fileattr high 24 bits)
IPMSG_FILE_RONLYOPT
IPMSG_FILE_HIDDENOPT
IPMSG_FILE_EXHIDDENOPT
IPMSG_FILE_ARCHIVEOPT
IPMSG_FILE_SYSTEMOPT
6) Extended file attribute for attachment file
IPMSG_FILE_UID
IPMSG_FILE_USERNAME
IPMSG_FILE_GID
IPMSG_FILE_GROUPNAME
IPMSG_FILE_PERM
IPMSG_FILE_MAJORNO
IPMSG_FILE_MINORNO
IPMSG_FILE_CTIME
IPMSG_FILE_MTIME
IPMSG_FILE_ATIME
IPMSG_FILE_CREATETIME
IPMSG_FILE_CREATOR
IPMSG_FILE_FILETYPE
IPMSG_FILE_FINDERINFO
IPMSG_FILE_ACL
IPMSG_FILE_ALIASFNAME
IPMSG_FILE_UNICODEFNAME
基于上面介紹的內(nèi)容,我們可以判斷:
1:100:shirouzu:jupiter:32:Hello 表示 shirouzu用戶發(fā)送了 Hello 這條消息(32對應(yīng)為IPMSG_SEND_MSG這個命令,具體需要看源碼中的宏定義)。
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以下內(nèi)容未完待續(xù),困了,明天再寫
好,接下來我們進入具體場景的分析:
登錄/離線通知
登錄過程需要實現(xiàn)向局域網(wǎng)內(nèi)的用戶廣播,告訴他們,“我來也!”。收到這條消息的用戶則立即回復,“知道了,我在這里”,同時將新登錄的用戶加入到用戶列表中。發(fā)送方也可根據(jù)收到的回復信息,了解到當前網(wǎng)絡(luò)中,都有哪些已經(jīng)登錄了的用戶。
具體的數(shù)據(jù)包如下:
登錄方(要發(fā)送到廣播地址,如255.255.255.255):
1:XXX:m8:<主機名稱>:IPMSG_BR_ENTRY:
接收方回復(發(fā)送到發(fā)送方的IP地址):
1:XXX:<接收方主機名>:IPMSG_ANSENTRY:
相應(yīng)的,用戶離線時,應(yīng)向廣播地址發(fā)送,“我去也!”,收到這條消息的用戶,需要將發(fā)送方從自己的用戶列表中移除,并且不需要回復。
具體的數(shù)據(jù)包如下:
即將離線用戶:
1:XXX:m8:<主機名稱>:IPMSG_BR_EXIT:
發(fā)送/接收消息
發(fā)送消息是飛鴿協(xié)議中最重要的部分,通過和一些命令選項,可以實現(xiàn)復雜的功能:
最基本的情況下,發(fā)送方通過 IPMSG_SEND_MSG 命令,可以將消息發(fā)送到接收方
1:12345:m8:<主機名稱>:IPMSG_SEND_MSG:你好,飛鴿
使用命令時,“附加數(shù)據(jù)”開使發(fā)揮作用了它里面包含了要發(fā)送的消息。
通常情況下,由于UDP的不可靠性,還需要為 IPMSG_SEND_MSG 命令設(shè)定 IPMSG_SENDCHECKOPT選項,也就是要求接收方回復回執(zhí)信息。
1:12345:m8:<主機名稱>:IPMSG_SEND_MSG|IPMSG_SENDCHECKOPT:你好,飛鴿
接收方收到IPMSG_SEND_MSG時,如果遇到IPMSG_SENDCHECKOPT選項,就要立即回復如下信息:
1:XXX:<用戶名>:<主機名>:IPMSG_RECVMSG:12345
IPMSG_RECVMSG命令通過附加數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)(12345),告訴發(fā)送方,我收到了你的編號為12345的消息包。
除了上面介紹的IPMSG_SENDCHECKOPT選項,飛鴿還支持加密得選項,現(xiàn)有的m8版本沒有實現(xiàn)該功能,所以暫不對這一塊進行介紹。
發(fā)送/接收文件
文件的傳輸,要稍微復雜一些,它是通過 IPMSG_SEND_MSG 命令與 IPMSG_FILEATTACHOPT選項的組合,通知接收方“現(xiàn)在有文件要發(fā)給你了”,同時要將一些描述文件屬性的數(shù)據(jù)(如文件名、大小、創(chuàng)建時間、類別屬性如文件夾),發(fā)送給接收方,具體格式如下:
file1ID:filename:size:mtime:fileattr[:extend-attr=val1[,val2...][:extend-attr2=...]]:\a:file2ID...
這里需要注意的有幾點,第一,一條文件傳送命令,可以攜帶多條文件信息;第二,多個文件信息之前,要用\a分割;第三,size, mtime和fileattr 是用十六進制數(shù)描述的);第四,如果文件名中包含“:”,則需要將其轉(zhuǎn)義為“::”。
相應(yīng)的,接收方收到文件傳送命令后,首先需要從文件屬性的數(shù)據(jù)中解析出要接收的文件的屬性。然后向發(fā)送方相同的端口進行TCP連接,連接成功后,通過TCP通道向發(fā)送方發(fā)送IPMSG_GETFILEDATA命令用于接收文件或發(fā)送IPMSG_GETDIRFILES命令,用于接收文件夾。具體接收文件的命令如下:
1:XXX:m8:<主機名>:IPMSG_GETFILEDATA:packetID:fileID : offset
這條命令通過packetID,讓發(fā)送方明白對方請求的文件是源于哪個命令包;通過fileId讓發(fā)送方確定要發(fā)哪個文件;通過offset;讓發(fā)送方明白要從哪個字節(jié)開始發(fā)送。
發(fā)送方的TCP通道收到上面的命令,就會發(fā)送對方請求的文件;而接收方將收到的數(shù)據(jù)保存到磁盤上即可。