基于桌面云终端的无线即时通信系统设计

李祉岐+孙磊+李杰+苏国华

摘 要： 为实现有效共享IT系统信息，提出基于桌面云终端的无线即时通信系统设计。首先，利用集群服务器建立私有云环境，在此条件下即时通信系统可通过分层次异构融合的无线移动P2P构建完成，移动设备存储终端由云终端提供，将代理节点设置在无线P2P网络边界上并使其融入无线P2P网络中，在无线移动网络和云终端完成异构融合的基础上实现即时通信系统的分层分级管理；其次，在考虑即时通信性质的基础上，使用C/S模式和客户端间的点对点模式在网络通信中设计即时通信系统的客户登录模块以及状态控制模块等功能模块。通过测试实验表明，以建立在桌面云终端为基础的无线即时通信系统能够快速反应且稳定性较强。

关键词： 云环境； P2P技术； 即时通信系统； 桌面云终端

中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）15?0047?05

Abstract： In order to share the IT system information effectively， a design of wireless instant messaging system based on desktop cloud terminal is proposed. The cluster server is used to build the private cloud environment. Under the above condition， the instant messaging system was constructed through the wireless mobile P2P fused with hierarchical isomerism. The mobile device storage terminal is provided by the cloud terminal. The proxy node is set in wireless P2P network boundary and used into the wireless P2P network. The hierarchical management of the instant messaging system is realized on the basis of the heterogeneous integration of wireless mobile network and cloud terminal. On the basis of the nature of the instant messaging， the point?to?point mode between the client sides and C/S mode are used to design the customer login module， state control module and other function modules of the instant messaging system in the network communication. The test results show that the wireless instant messaging system based on desktop cloud terminal has fast response speed and strong stability.

Keywords： cloud environment； P2P technology； instant messaging system； desktop cloud terminal

0 引 言

随着社会信息网络化发展迅速，传统通信方式和通信习惯越来越难以满足人们的效率需求，即时通信作为一种可以在网上即时交互信息的通信技术，被人们广泛关注及应用。即时通信服务可以进行文字、视频等方式的信息交互，同时也能传输文件[1?2]。文献[3]指出其区别于E?mail的最大优势就在于信息交互的即时性，大大提升了沟通效率，并已渐渐成为人们交流的最重要的交互工具。即时通信并不是一个简单的聊天工具，它已被开发成为集交流、搜索等功能于一身的强大综合用户信息平台。随着时代发展，后续开发的即时通信系统将会提供更加全面的服务[4?5]。

文献[6]中提到3G/4G技术以及WiFi等技术已十分成熟，分集接收、智能天线等无线通信技术也在不断进步中，同时无线宽带技术、无线链路的服务质量也都有极大的提高，在以上技术的前提下，无线网络中大数据量传输已成为现实。因此，网络终端设备不再是交互双方仅有的接入手段，手机等移动设备正在渐渐取代PC机在传统网络即时通信中所起到的作用。这让网络即时通信变得大众化和人性化，让许多不会使用电脑的人们也能够感受到即时通信给人们生活带来的改变。

为使即时通信系统的优势更为突出，本文提出基于桌面云终端的无线即时通信系统设计。首先，通过集群服务器构建私有云环境，在此前提下通过分层次异构融合的无线移动P2P构建即时通信系统，由云终端提供移动设备的存储终端，将代理节点设置于无线P2P网络边界上，使其融入无线P2P网络中，基于无线移动网络和云终端完成异构融合，达到即时通信系统的分层分级管理的目的；其次，充分考虑即时通信特性，使用C/S模式和客户端间的点对点模式在网络通信中详细设计即时通信系统的客户登录模块以及状态控制模块等功能模块[7?8]。

1 无线即时通信系统设计过程

1.1 即时通信系统P2P总体设计

无线移动网络用户数量庞大且仍在快速增长，它是即时通信系统的主要应用对象，之所以称整个移动网络为移动P2P是因其系统采用分布式组网结构。IT系统信息共享功能可以通过云计算技术扩展到服务器与设备，达到降低系统能耗以及提高通信速度的目的，因此，利用桌面云终端和无线P2P的异构结合能够实现对即时通信系统总体设计的目标。

在现有无线通信网络环境下，充分运用当前移动网络特性，利用新增功能实体——代理节点，也就是使用分层次异构混合式框架设计即时通信系统。系统通过分层次融合组网形式的运用，使系统可扩展性以及互通性显著提升，对于各种不同的无线通信系统和无线局域通信系统都可接入。系统框架图如图1所示。

P2P覆盖层能够实现对移动网络终端不同接入问题的屏蔽，同时实现系统的网络拓扑结构组织与形成。用户能进入到P2P网络中主要是依靠代理节点的帮助，网络中一个节点IP地址，通过代理节点帮助新老用户加入到P2P网络中，然后通过该节点的帮助完成对其他节点开发。

从系统总体框架分析可知，系统由P2P层、代理节点、移动设备和云终端等部分组成。

（1） P2P层。基于C/S模式的即时通信系统，其用户部分信息必须在中心服务器上储存，在某种程度上用户必须依靠中心服务器，本文中基于DHT技术的P2P覆盖层能够使中心服务器节点失效问题得到解决。通过分布式查询方式不仅降低了网络通信流量，同时也提升了查询速度。

作为整个网络的核心部分，P2P覆盖层位于应用层和Internet网络层中间，因此称其为覆盖层。具体来说，覆盖层网络其实就是一些物理节点，它们是由虚拟或逻辑链路连接到一起，通过使用同一个通信协议自组织形成一个间接或是可视化的抽象网络，该网络覆盖于另一个或多个网络之上。在移动设备之间利用直接交互的方式建立一条逻辑链路是P2P覆盖层的主要任务，移动用户之间借此实现消息、文件等即时传输。具体P2P覆盖层设计框架图如图2所示。

节点位置：建立及保持相应的P2P覆盖层是其主要功能，通过定位节点资源，利用P2P完成资源分布式搜索，实现即时通信系统中的用户定位和文件传输。

节点调控：其主要功能是帮助节点融入P2P覆盖层，然后确保P2P网络外的节点可以加入到整个网络中。

流量中继器：其主要作用是中继媒体流量。

（2） 代理节点。以桌面云终端中的无线P2P为基础的即时通信系统中的覆盖层节点一般分为普通节点及代理节點两种。代理节点作为整个系统中底层（移动设备）和上层（覆盖层）的中转节点，是由普通节点扩展而来的。

在无线P2P网络中，移动设备通过代理节点实现即时消息发送或者文件搜索等功能；对于覆盖层而言，代理节点负责与底层移动设备交互，作为覆盖层一个节点，它在解决移动设备接入无线网络和将P2P网络中信息反馈给移动终端过程中发挥着重要作用。具体代理节点设计框架图如图3所示。

（3） 移动设备和云终端接入。目前有两种方式可以将移动设备和云终端及无线通信系统接入Internet：第一种是以蜂窝技术为基础的通信技术；第二种是以无线局域网为基础的通信技术。通常情况下，移动设备仅需要接入到无线P2P层中的代理节点就能进入即时通信系统，实现向好友发送即时消息以及实现其他通信功能。

1.2 即时通信系统关键模块设计

用户登录模块、文字通信模块、文件传输模块及好友管理模块等是即时通信系统的组成部分。

（1） 登录模块。负责控制用户登录及状态，处置登录操作，在用户已登录时处理用户状态变更请求。由于用户登录和状态变更都需要同服务器进行网络通信，所以该模块需能够对网络通信模块接口进行调用。

登录功能为了获得用户登录配置信息，必须对本地数据库管理类提供的接口函数进行调用。登录配置信息还包含对应登录账号密码是否保存、是否隐身登录等选项信息。若在数据库信息中心存在用户登录信息，则表明该用户曾经登录过，所以不需要再次下载登录信息；否则，若找不到登录信息则表明该用户未曾登录过，需要在登录时从服务器下载信息，然后进行登录操作。具体如图4所示。

通过对上述登录模块的操作，连接登录模块和服务器，从而完成登录操作。

（2） 文字通信模块。用于实现客户端和移动设备之间的文字通信，按通信方式及消息类型，文字通信模块可分成普通消息、群组消息以及系统消息等。普通消息即为用户本地分组中的所有成员中任一成员发送的文字消息；群组消息则为动态消息，即与群组中成员进行实时动态聊天并参与多人会话，还可自由退出群组；系统消息则为远程管理员发送的信息，普通登录用户无权操作。具体文字通信操作流程图如图5所示。

（3） 文件传输模块。P2P文件传输模块可以完成即时文件传输，是共享网络资源非常重要的方式。首先，文件发送方必须将要发送文件选中并封装发送给接收方客户端。当接收方客户端收到文件传输请求后，该请求显示于界面上，同时界面上要提供是否接收选项，假如接收方拒绝，拒绝请求回应包就会传输给发送方，同时终止文件传输；假如接收方同意，则接收请求的回应包传输给发送方。

若接收方接收，则直接同接收方建立连接。连接成功则开启文件传送过程，直至文件传输结束；若无法建立连接，则向主服务器发送中转申请。具体操作流程图如图6所示。

（4） 好友管理模块。该模块的主要功能是在启动本地或服务器上的客户端时，本地维护好友列表和在线好友列表中保存用户好友及自身信息，供相关模块调用，并处理好友资料数据。用户进行添加好友、删除好友等操作时，该模块实现随时记录并更新数据，并使界面同步更新。具体设计操作图如图7，图8所示。

通过对即时通信系统的总体设计，分别对通信系统各模块展开详细的分析后，完成桌面云终端即时通信系统的实时通信功能。

2 仿真实验及结果分析

随着科技的进步，信息沟通的实时性越来越受到人们的重视，为验证本文中基于桌面云终端即时通信系统的有效性，进行系统模块仿真测试。

实验1：登录模块测试

代理节点初始化功能将使节点进入P2P网络中，并在运行过程中配置数据，即可完成客户端在即时通信系统的登录过程。登录模块实现图如图9所示。

通过对登录模块进行50次仿真登录测试，运用本文中的设计方案与固定网络中的P2P技术设计方案进行对比，可统计登录耗时数据，具体如表1所示。

比较两种设计方案，可见本文无线网络的P2P设计方案与固定网络即时通信系统设计方案具有同样的强稳定性，文中设计方案基本与固定网络P2P方案平均登录耗时一致，说明本文无线即时通信系统为稳定有效的系统。

实验2：文字模块测试

代理节点先建立通信通道，将通信界面编辑消息进行转换，变换成响应格式以完成文字傳输过程。具体文字模块实现图如图10所示。

通过上述文字模块测试实验可以看出，即时通信系统能够有效完成文字的传输过程。

实验3：文件传输模块测试

代理节点在数据中获取联系人列表后，选定联系人进行在线文件传输，具体文件传输模块实现图如图11所示。

代理节点利用P2P覆盖协议找到对应的信息，并对联系人实现在线文件传输，通过图11可观察出利用该设计方案有效实现了文件的传输过程。

实验4：好友管理模块测试

代理节点通过不断与其他代理节点进行交互，获得了用户列表信息，从而实现增加或者删除好友的目的。具体好友管理模块实现图如图12所示。

通过观察好友管理模块图可以看出，该即时系统已经成功完成好友管理功能。

综合实验1～实验4可以看出，经过基于云终端无线P2P技术对即时通信系统进行设计后，通过以上实验验证了即时通信系统的有效性能。

3 结 论

无线即时通信系统成为现代互联网飞速发展的产物，文中结合移动无线网络的特点，提出基于桌面云终端无线P2P技术对即时通信系统进行设计。首先，基于异构网络融合技术，通过利用无线移动P2P网络技术将桌面云终端与P2P分层管理技术相结合，对即时通信系统的总体框架进行初步设计；然后，通过代理节点与移动终端及云终端的连接，对即时通信系统总体框架中的各功能模块进行设计并分析。实验证明本文的即时通信系统能够有效地完成实时通信。

参考文献

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