Socket与实时消息技术综述【文献综述】

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毕业论文文献综述电子信息工程Socket与实时消息技术综述摘要：在当今的信息时代，人们之间的信息交流越来越频繁，即时通信软件应运而生。这些主流的即时通信软件拥有绝大部分的用户群，而且随着功能的完善，服务的加强，对用户的影响将越来越大，因此对即时通信软件的监控和通信协议分析变得越来越重要。WindowsMobile是目前主流的移动开发平台之一，研究该平台上的基于Socket技术的实时消息通信，具有重要的现实意义和广泛的应用前景。关键词：Socket技术；WindowsMobile；实时消息1.引言WindowsMobile平台是微软推出的手机操作系统平台，除了基本的通信功能外，还提供了其他许多强大的功能。在移动办公方面，系统内置了Word，Excel等常用的办公软件，也支持全新的Office2007版本，还有强大的邮件管理功能，全面的联系人管理功能。在娱乐方面，MediaPlayer多媒体播放器可以检索到存放在手机中的音频，视频文件，能够跟个人电脑中的播放列表完成同步[1]。在PC同步方面，可与个人电脑进行完美的信息同步，让手机随时保持数据更新。电脑中所有的日程安排，都可以同步到手机上。让电脑与手机随时保持数据一致。WindowsMobile提供类似PC的界面呈现方式[2]。让用户看的比较透彻，使用起来比较容易上手。最新的WM6.5版本去除了开始菜单设计，新增了开始屏幕、锁定屏幕和今日屏幕三种显示方式。WindowMobile平台内置IEMobile浏览器。基于Trident浏览器引擎，为用户提供类似桌面浏览器的操作体验，最新的IEMobile6提供对网页Flash的支持。并且部分支持AJAX技术；提供桌面模式和移动模式两种浏览模式，让用户选择以PC方式浏览网页。2.Socket基本原理Socket是建立在传输层(主要是TCP和UDP)协议上的一种套接字规范，最初由美国加州Berkley大学提出，为UNIX操作系统开发的网络通信接口，它定义了两台计算机间的通信规范(也是一种编程规范)。如果两台计算机是利用一个通道进行通信，那么这个通道的两端就是套接字。Socket屏蔽了底层通信软件和具体操作系统的差异，使得任何两台安装了TCP协议软件和实现了Socket规范的计算机之间的通信成为可能[3]。Socket接口是TCP/IP网络最为通用的API，也是在Internet上进行应用开发最通用的API。在Windows网络编程中，套接字接口主要有3种类型：-4- 流式套接字，数据报套接字以及原始套接字。流式套接字定义了一种面向连接的服务，实现了无差错无重复的顺序数据传输，无长度限制。数据报套接字接口定义了一种无连接的服务，数据通过相互独立的报文进行传输，是无序的，并且不一定可靠[4]。原始套接字允许对低层协议IP或ICMP直接访问，主要应用网络协议的测试，例如Windows带的Ping程序，就是通过ICMP实现的[5]。要创建一个Socket接口，至少要提供3个参数：协议簇、接口类型和接口协议。协议簇：PF_INET表示支持IPv4协议，PE_INET6表示支持IPv6协议。接口类型：SOCK_STREAM表示基于TCP的字节流接口，；SOCK_DGRAM表示基于UDP的Socket接口；SOCK_RAW表示原始Socket接口，主要用于Socket的高级编程[6]。TCP是面向连接的、可靠的数据传输服务，数据无重复、无差错发送,且按发送顺序接收[7]。UDP是面向无连接的数据传输服务，数据以独立包形式发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱[8]。WindowsSocket是一种网络编程接口，它定义一组标准例行函数，应用程序通过调用这些函数可以和不同网络中的应用程序进行通信而不必担心网络协议不同所引发的问题。在TCP/IP网络协议下，根据传输数据类型的不同,Socket主要分为3类[9]：流式套接字(SOCK_STREAM)。在这种方式下，两个的应用程序之间要先建立一种虚拟的连接，它采用TCP协议，提供一个面向连接、可靠、有序的数据传输服务，对数据有校验和重发机制数据报套接字(SOCK_DGRAM）。它采用UDP协议，提供一个无连接服务，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱，由于它取消了校验重发机制，能够提高通讯速率，可以用作一些对数据可靠性要求不高的通讯。原始式套接字（SOCK_RAM）。该接口允许对较低层协议，如IP、ICMP直接访问。套按字在客户机/服务器模式，点对点模式，远程程序调用(RPC)3种通信环境下广泛应用。3.实时消息实时系统是一种带有时间约束特性的复杂的计算机控制系统，其根本要求是计算机提供的计算能力必须能够满足各种各样的复杂实时任务的时间要求[10]-4- 。混合实时消息系统通过对象请求代理，扩展了传统的C/S模式，建立了稳定、灵活、快速响应的三层分布式系统结构，解决了因底层服务设施暴露于应用而导致危险的问题，实现了客户远程调度服务；并基于JMS规范，实现统一的消息格式，提供多种通信模式，采用消息队列实现异步、可靠消息传输，消息事务和消息过滤功能，搭建了应用与应用之间，应用模块之间以及企业之间的消息交流通道。混合实时消息的调度构建于一种层次调度模型的基础上，在调度对象上，将传统的简单任务扩充为开放式的复杂任务组－服务器对，并分析了系统对混合实时消息的可调度性；利用调度机制与调度策略的分离，解决了多类型调度策略的有机集成，实现了开放性的混合实时调度框架；并通过提出服务器虚拟化技术，采用面向服务的设计，以线程并行化为服务载体，完成混合实时消息的调度工作，保证了各类实时性要求[11]。在嵌入式实时多任务系统中，从宏观上看多个任务是并行的；从微观上看，多个任务是串行工作的。这种多任务的实时通信以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、控制等对高精尖技术及实时性要求极高的领域中[12]。然而，在现代操作系统中，任务之间通信，多是通过系统区的buffer来进行多次拷贝来交换数据，降低了实时系统的性能，同时，不同任务之间的切换和访问同步互斥的系统开销也不容忽视。最近几年通信技术的飞速发展，实时计算逐步兴起，实时系统也已经被广泛应用于人类社会生活中的诸多领域。单机实时系统已不能很好的满足实际应用需求，近些年提出的实时通信网络解决方案为分布式实时系统的发展提供了基础[13]。它尝试从调度算法、设置优先级和资源预留等方面解决网络传输中实时性的问题。在控制过程、检测过程和生产过程等工业自动化的领域中，分布式实时系统的应用将能为系统带来更好的安全性和可靠性[14]。4.总结：综上所述，本文主要讲述了WindowsMobile移动开发平台的一些功能，Socket技术的基本原理以及该平台基于Socket技术的实时消息通信。WindowsMobile与微软的Windows操作系统很相似，拥有与Windows操作系统同样强大的功能，同时拥有相似的操作方式。目前3G时代的到来，对于该技术的研究具有重要的现实意义和广泛的应用前景。参考文献：[1]李远杰,刘渭锋等.主流即时通软件通信协议分析[J].计算机应用研究,2005,7(2):245-250.[2]凌泽军,魏文娟,孙震强.智能终端的主流平台-WindowsMobile分析[J].中国电信股份有限公司北京研究院《移动通信》,2010,9(3):78-81.[3]刘骏,颜钢锋.基于Socket的网络编程技术及其实现[J].江南大学学报(自然科学版),2004,3(3):250-251.[4]李存斌,汪兵.深度编程及项目应用开发[M].北京:中国水利水电出版社,2002,180-188.[5]臧绍刚,梁晟,傅光轩.Socket网络应用程序从IPv4向IPv6的转换[J].通信学报,2006,11(27):25-27.[6]周炎涛,李立明.TCP/IP协议下网络编程技术的实现[J].航空计算技术,2002,32(30):122-125.[7]郑小红,芦东昕,谢鑫.一种嵌入式实时消息通信方法[J].计算机工程,2005,13(31):192-194.[8]胡柯,颉谭成,董秀林.基于TCP/IP和Socket的网络文件传送[J].河南科技大学学报(自然科学版),2003,24(4):53-54.-4- [9]周坤,傅德胜.基于WindowsSocket的网络数据传输及其安全[J].计算机工程与设计,2007,22(28):5381-5386.[10]鲁耀斌,徐红梅.即时通讯服务使用行为的影响因素实证研究[J].管理学报,2006,5(3):615-620.[11]黄昶,张燕,沈建国.即时消息传递系统的智能代理[J].计算机应用研究,2004,6(10):257-260.[12]冯朝胜,邓婕,秦志光.通讯设备中实时消息通信方法的设计与实现[J].计算机工程,2005,4(20):372-374.[13]DavidMcNeill,MiguelQuintana.Instantmessage[J].NewScientist,2007,196(2630):185-186.[14]LawtonG.Instantmessagingputsonabusinesssuit[J].Computer,2003,36(3):17-26.-4-