即时通信的技术原理

即时通信是一种基于Internet 的通信技术, 涉及到IP/TCP/UDP/Sockets、P2P、C/S、多媒体音视频编解码/传送、Web Service等多种技术手段。无论即时通信系统的功能如何复杂，它们大都基于相同的技术原理，主要包括客户/服务器(C/S)通信模式和对等通信(P2P)模式。

C/S结构以数据库服务为核心，通过网络连接多台计算机形成一个有机整体，客户端和服务器端分别执行不同的功能。但是，在客户机/服务器结构中，多个客户机并行操作，存在更新丢失和多用户控制的问题。因此，在设计中应充分考虑信息处理的复杂性，选择合适的结构。在实际应用中，可以采用三层C/S结构。三层C/S结构非常类似于中间件模型，由基于工作站的客户机层、基于服务器的中间层和基于主机的数据层组成。在三层结构中，客户端不生成数据库查询命令，而是访问服务器上的中间层，中间层生成数据库查询命令。三层C/S结构便于工作部署。客户端层主要处理交互界面，中间层表达事务逻辑，数据层负责管理数据源和选择。

P2P模型是一种非中心结构的对等通信模型。每个节点都是平等的参与者，承担服务用户和服务提供者的角色。客户之间直接通信可以充分利用网络带宽，减少网络拥塞，大大提高资源利用率。同时，由于没有中心节点的集中控制，系统具有很强的可扩展性，还可以避免单点故障，提高系统的容错性能。然而，由于P2P网络的分散性、自治性和动态性，在某些情况下用户访问的结果是不可预测的。例如，请求可能无法从任何回复消息中获得反馈。

目前，大多数IM系统采用C/S和P2P相结合的模式。登录IM进行身份认证时工作在C/S模式，如果客户端可以直接通信则工作在P2P模式，否则通过IM服务器以C/S模式通信。例如，在图1中，如果用户A想要与用户B通信，他必须首先与IM服务器建立连接，从IM服务器获取用户B的IP地址和端口号，然后A向B发送通信信息..B收到A发送的信息后，可以根据其IP和端口直接与A建立TCP连接，与A进行通信..在随后的通信过程中，A和B之间的通信不再依赖于IM服务器，而是采用对等通信(P2P)模式。由此可见，即使通信系统结合了C/S模式与P2P模式，也就是首先客户端与服务器之间采用C/S模式进行通信，包括注册、登录、获取通信成员列表等，随后，客户端之间可以采用P2P通信模式交互信息。