IM通讯协议总结之三SIMPLE协议

Posted 2020-07-19 kevin_baixy

2.SIMPLE协议

SIMPLE（SIP Instant Messaging and Presence LeveragingExtensions）是SIP的扩展协议，其资料找到一篇中文的文档及一篇RFC3428文档，中文的文档主要讲是对SIMPLE协议的presence介绍，FC3428主要讲对SIP扩展的即时通讯的介绍。

通过查找资料得知应用此协议的软件：原MSN版本4（现已无法使用），无法抓取SIMPLE协议的数据包；外国软件Bria，可以使用，但只能抓取打电话的SIP协议数据包，其它通讯聊天及视频会议的情景需要付费才能使用，因此也未抓取到数据包。

下面从Presence与InstantMessage两个模块介绍SIMPLE协议。

2.1.基于 SIMPLE 协议的Presence 介绍

“presence”，也作“presenceinformation”，中文一般译为“呈现”，用以传达某一用户通过一组设备进行通信的能力和意愿。拿常见的MSN Messenger来举例，MSN v7.5为用户提供的可选状态有：联机、忙碌、马上回来、离开、接听电话、外出就餐和显示为脱机。这些状态便称为“presence 状态”，它们表征了用户当前处于的某种状态和用户进行通信的意愿。同时，这些状态还反映出与该用户进行通信的能力，比如若用户处于“脱机”状态的话，别的用户便不能用即时消息与之通信。因此，一个最简单的presence过程如下：一个用户（称为watcher）订阅（SUBSCRIBE）他感兴趣的另一用户（presentity）的presence状态，presentity接受订阅请求。以后presentity的状态发生变化之后他会发布（PUBLISH）自己的新状态，这个新状态会通知（NOTIFY）给watcher。（注：watcher、presentity等概念严格上来说指网络中的通信实体，这里为了解释方便将他们进行了扩展，也泛指人）

2.1.1基于 SIMPLE 协议的 presence 体系结构

SIMPLE 符合 RFC2778 提出的 presence 模型，其结构图如下：

各实体功能如下：

Presence Service：接收、存储和分发presence information。Presence Service既可以是一个物理实体上的server，也可以只是presentity和watcher之间的直接通信。在具体实现中前者比较常见，后者是P2P的模式。

Presentity：用于提供presence information给Presence Service。

Watcher：向Presence Service请求获取Presentity的presence information或自身的watcher information。

Principal：指单个的人、程序或者设备，也可以是人、程序、设备的集合体。对于Presence Service 来说，各个Principal是不同的。

Presence User Agent：为Principal提供手段来操作0个或者多个Presentity，Principal操作Presence User Agent改变Presentity的状态。是Principal和Presentity交互的interface。

Watcher User Agent：类似Presence User Agent，Principal通过其来操作0个或多个Watcher，Watcher收到Presentity的新状态之后也通过Watcher User Agent呈现给Principal。

Presence Protocol：定义了Presentity和Presence Service，Watcher和Presence Service之间交换消息的一组标准。

2.1.2消息流程

情景设定：

假设本 presence 系统的域名是“cintel.net.cn”,系统中有一下几个实体：

 

Presence Server：系统中的presence服务器。负责接收和处理所辖域内用户的 订阅、发布状态请求；通知用户其订阅的状态信息发生改变；处理添加和删除好友；处理添加和删除黑白名单；管理维护所辖域内用户数据等。其 SIP-URI 为“sip:ps.cintel.net.cn”，FQDN为“ ps.cintel.net.cn”

 

A：代表用户A。在网络中是一个终端（可以是软终端或者硬终端），集watcher和presentity实体功能于一身。用于向Presence Server发送订阅（SUBSCRIBE）别的用户状态的请求；自己状态发生变化时向PresenceServer发布（PUBLISH）新的状态；接收和处理Presence Server发来的状态通知（NOTIFY）；利用XCAP协议发送和接收添加删除好友、黑白名单的请求和响应等。其在系统中的AOR为“sip:[e-mail]”，FQDN为“ a.cintel.net.cn”。

 

B：与A类似，AOR为“sip:[e-mail]”，FQDN为“b.cintel.net.cn”。

C：与A类似，AOR为“sip:[e-mail]”，FQDN为“c.cintel.net.cn”。

由于pidf只定义了基本的状态，如basic元素中的“open”和“close”两种状态（前者表示当前的通信状态可用（最常见的就是表示可以发送即时消息），后者表示当前的通信状态不可用），详细一点的状态信息比如“busy”、“away”等没有明确规定。要表示这种状态由具体实现决定，一般都是进行扩展，如teltel是在note元素中表达这种信息。另外，rpidf对pidf进行了扩展，提供丰富的各种信息。此文档中在PIDF的“status”元素下扩展“im”元素，来表示具体的状态（假设有“联机”、“忙碌”、“离开”和“显示为脱机”四种状态，对应的im元素值分别为“online”、“busy”、“away”

 

2.1.2.1订阅好友列表

2.1.2.1.1情景说明

A拥有且仅拥有B和C两位好友，也就是说A有权订阅B和C的状态信息。终端A启动，向Presence Server发送订阅其好友列表的请求（好友列表URI格式为“sip:[e-mail]”）。假设B一开始处于不在线状态，C至始至终处于“open”状态。PresenceServer经过验证将B和C的状态信息通知A。一段时间后B登陆，其状态发生了变化，于是B向Presence Server发布其新状态。Presence Server处理之后将B的新状态通知A，A处理之后会正确显示出B的新状态。在每次订阅超时之前A会重新发送一个订阅请求刷新他的订阅。A退出，向Presence Server发送取消订阅的请求，Presence Server接收并发送最后一次状态通知。

2.1.2.1.2 SIP消息流程图

2.1.2.1.3消息流说明

1、A 启动，向Presence Server发送订阅其好友列表状态的请求。

M1消息如下：

SUBSCRIBE[D1]  sip:[e-mail][D2] SIP/2.0[D3] 
Via[D4] :SIP/2.0/UDP[D5] a.cintel.net.cn[D6] ; branch=z9hG4bKwYb6QREiCL
Max-Forwards:70[D7] 
To: <sip:[e-mail] >[D8] 
From:<sip:[e-mail]>;[D9] tag=ie4hbb8t[D10] 
Call-ID:[e-mail][D11] 
CSeq: 1SUBSCRIBE[D12] 
Contact:<sip:a.cintel.net.cn>[D13] 
Event:presence[D14] 
Expires:3600[D15] 
Supported:eventlist[D16] 
Accept:application/pidf+xml
Accept: application/rlmi+xml

Accept: multipart/relate[D17] 
Content-Length:0[D18] 

 

2、向A发送“200 OK”，表明此次订阅已经得到 验证和授权，订阅操作成功。

M2消息如下：
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP a.cintel.net.cn; branch=z9hG4bKwYb6QREiCL
To: < sip:[e-mail] >;tag=zpNctbZq
From: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 1 SUBSCRIBE
Contact: <sip:ps.cintel.net.cn>
Expires: 3200
Require:eventlist[D19] 
Content-Length: 0

 

3、根据RFC 3265的要求，Presence Server在返回一个针对SUBSCRIBE的200 OK响应之后会立即给A发送NOTIFY通知其已经知道的好友的状态。

 

M3 消息如下：

NOTIFY [D20] sip:a.cintel.net.cn SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmm
Max-Forwards: 70
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5768 NOTIFY

Contact:<sip:ps.cintel.net.cn>
Event: presence
Subscription-State[D21] : active;expires=3200
Require: eventlist
Content-Type: multipart/related;type="application/rlmi+xml";
start="<[e-mail]>";
boundary="50UBfW7LSCVLtggUPe5z"
Content-Length: 1560
--50UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding:binary[D22] 
Content-ID: <nXYxAE@ ps.cintel.net.cn >
Content-Type:application/rlmi+xml;charset="UTF-8"[D23] 
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<list xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:rlmi"
uri="sip:[e-mail]"
version="1" fullState="true">
<name language="en">Buddy List of A</name>
<name language="de">Liste der Freunde of A</name>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>B</name>
<instance id="juwigmtboe" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>C</name>
<instance id="hqzsuxtfyq" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
</list>
--50UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="sg89ae">
<status>
<basic>closed</basic>
<im>offline[D24] </im>

</status>
</tuple>
</presence>
--50UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="slie74">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online[D25] </im>
</status>
<contactpriority="1.0">sip:[e-mail]</contact>
</tuple>
</presence>
--50UBfW7LSCVLtggUPe5z—

 

4、A收到NOTIFY之后进行处理，将B和C的状态正确显示出来，并返回“200 OK”完成NOTIFY 事务。M4 消息如下：

SIP/2.0200 OK
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmm
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5768 NOTIFY
Contact: <sip:a.cintel.net.cn>
Content-Length: 0

5、一段时间后B登陆，B向Presence Server发布其新的状态信息。类似于SUBSCRIBE方法， PUBLISH（PUBLISH不创建dialog）也要头字段Expires和Event。比较特殊的是PUBLISH中不包含Contact头字段。M5 消息如下：

PUBLISH [D26] sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP b.cintel.net.cn;branch=z9hG4bK652hsge
Max-Forwards: 70
To: <sip:[e-mail]>
From: <sip:[e-mail]>;tag=1234wxyz
Call-ID: [e-mail]

CSeq:1 PUBLISH
Expires: 3600
Event: presence
Content-Type: application/pidf+xml
Content-Length: 224
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="slie74">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online</im>
</status>
</tuple>
</presence>

6、Presence Server收到PUBLISH请求之后将B的新状态保存在数据库中，并返回200响应。类似于SUBSCRIBE，也包含一个Expires头字段，用法也一 样。另外，此200响应中还应该有一个SIP-ETag 头字段，用来标识和验证B的下一次 PUBLISH。

M6消息如下：

 SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP b.cintel.net.cn;branch=z9hG4bK652hsge
To: <sip:[e-mail]>;tag=1a2b3c4d
From: <sip:[e-mail]>;tag=1234wxyz
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 1 PUBLISH
Expires: 3200
SIP-ETag:dx200xyz[D27] 
Content-Length: 0

7、Presence Server将B的新状态NOTIFY给A。此NOTIFY既可以包含全部好友的状态信息，也可以只包含状态发生变化的好友的状态信息，这里采用的 是后者。

M7消息如下：

 NOTIFY sip:a.cintel.net.cn SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmn
Max-Forwards: 70
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5769 NOTIFY
Contact: <sip:ps.cintel.net.cn>
Event: presence

Subscription-State:active;expires=2000
Require: eventlist
Content-Type: multipart/related;type="application/rlmi+xml";
start="<[e-mail]>";
boundary="60UBfW7LSCVLtggUPe5z"
Content-Length: 1560
--60UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <nXYxAF@ ps.cintel.net.cn >
Content-Type: application/rlmi+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<list xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:rlmi"
uri="sip:[e-mail]"
version="2" fullState="false">
<name language="en">Buddy List of A</name>
<name language="de">Liste der Freunde of A</name>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>B</name>
<instance id="juwigmtbof" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
</list>
--60UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="sg89af">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online</im>
</status>
</tuple>
</presence>
--60UBfW7LSCVLtggUPe5z
8、A收到NOTIFY之后将 B 的新状态显示出来，并返回 200 完成 NOTIFY 事 务。

M8 消息如下：

 SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmn
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5769 NOTIFY
Contact: <sip:a.cintel.net.cn>
Content-Length: 0

9、一段时间之后， A 为了防止对好友列表的订阅超时而失效，再次发了一个带 Expires 头字段的 SUBSCRIBE，以刷新前一次订阅，注意这个SUBSCRIBE 仍要在前一个创建的对话（dialog）中。

M9 消息如下：

 SUBSCRIBE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP a.cintel.net.cn; branch=z9hG4bKwYb6QREiCM
Max-Forwards: 70
To: < sip:[e-mail] >;tag=zpNctbZq
From: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 2 SUBSCRIBE
Contact: <sip:a.cintel.net.cn>
Event: presence
Expires: 3600
Supported: eventlist
Accept: application/pidf+xml
Accept: application/rlmi+xml
Accept: multipart/related
Content-Length: 0

10、Presence Server收到SUBSCRIBE请求之后经判断得知是一个刷新订阅的请求，再次根据presence rules授权并选取适当的Expires值后返回给 A 一个 200 响应。

M10 消息如下：

 SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP a.cintel.net.cn; branch=z9hG4bKwYb6QREiCM
To: < sip:[e-mail] >;tag=zpNctbZq
From: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 2 SUBSCRIBE
Contact: <sip:ps.cintel.net.cn>
Expires: 3200

Require:eventlist
Content-Length: 0

11、 Presence Server 立即返回 NOTIFY 通知 A 当前其全部好友的 presence 状态。

M11 消息如下：
NOTIFYsip:a.cintel.net.cn SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmo
Max-Forwards: 70
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5770 NOTIFY
Contact: <sip:ps.cintel.net.cn>
Event: presence
Subscription-State: active;expires=3200
Require: eventlist
Content-Type: multipart/related;type="application/rlmi+xml";
start="<[e-mail]>";
boundary="70UBfW7LSCVLtggUPe5z"
Content-Length: 1560
--70UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail] >
Content-Type: application/rlmi+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<list xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:rlmi"
uri="sip:[e-mail]"
version="3" fullState="true">
<name language="en">Buddy List of A</name>
<name language="de">Liste der Freunde of A</name>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>B</name>
<instance id="juwigmtbog" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>C</name>
<instance id="hqzsuxtfyh" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
</list>
--70UBfW7LSCVLtggUPe5z

Content-Transfer-Encoding:binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="sg89ag">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online</im>
</status>
</tuple>
</presence>
--70UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="slie76">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online</im>
</status>
<contactpriority="1.0">sip:[e-mail]</contact>
</tuple>
</presence>
--70UBfW7LSCVLtggUPe5z—

12、A 收到 NOTIFY 消息之后刷新所有好友的 presence 状态并返回 200 响应完成 NOTIFY 事务。

 M12 消息如下：

 SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmo
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5770 NOTIFY
Contact: <sip:a.cintel.net.cn>
Content-Length: 0

 

13、 后来， A 终端退出，会触发一个取消订阅的请求，在 SIMPLE 中这是通过置 Expires 头字段值为 0 来完成的。此 SUBSCRIBE 仍属于第一个创建的对话 （dialog）。

 M13 消息如下：

 SUBSCRIBE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP a.cintel.net.cn; branch=z9hG4bKwYb6QREiCN
Max-Forwards: 70
To: < sip:[e-mail] >;tag=zpNctbZq
From: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 3 SUBSCRIBE
Contact: <sip:a.cintel.net.cn>
Event: presence
Expires: 0
Supported: eventlist
Accept: application/pidf+xml
Accept: application/rlmi+xml
Accept: multipart/related
Content-Length: 0

14、Presence Server 接受取消订阅的请求，向A返回Expires值为 0 的 200 响应。

M14 消息如下：

SIP/2.0200 OK
Via: SIP/2.0/UDP a.cintel.net.cn; branch=z9hG4bKwYb6QREiCN
To: < sip:[e-mail] >;tag=zpNctbZq
From: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 3 SUBSCRIBE
Contact: <sip:ps.cintel.net.cn>
Expires: 0
Require: eventlist
Content-Length: 0

15、Presence Server 会给 A 发最后一次 NOTIFY，通知其所有好友的状态，并且 Subscription-State 的 expires 参数值设为 0，表示订阅有效时间已经结束，这 是最后一次 presence 状态发布。

M15 消息如下：
NOTIFYsip:a.cintel.net.cn SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmp
Max-Forwards: 70
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5771 NOTIFY
Contact: sip:ps.cintel.net.cn

Event:presence
Subscription-State: active;expires=0
Require: eventlist
Content-Type: multipart/related;type="application/rlmi+xml";
start="<[e-mail]>";
boundary="80UBfW7LSCVLtggUPe5z"
Content-Length: 1560
--80UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail] >
Content-Type: application/rlmi+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<list xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:rlmi"
uri="sip:[e-mail]"
version="4" fullState="true">
<name language="en">Buddy List of A</name>
<name language="de">Liste der Freunde of A</name>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>B</name>
<instance id="juwigmtboh" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
<resource uri="sip:[e-mail]">
<name>C</name>
<instance id="hqzsuxtfyi" state="active"
cid="[e-mail]"/>
</resource>
</list>
--80UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="sg89ah">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online</im>
</status>

</tuple>
</presence>
--80UBfW7LSCVLtggUPe5z
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: <[e-mail]>
Content-Type: application/pidf+xml;charset="UTF-8"
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<presence xmlns="urn:ietf:params:xml:ns:pidf"
entity="sip:[e-mail]">
<tuple id="slie77">
<status>
<basic>open</basic>
<im>online</im>
</status>
<contact priority="1.0">sip:[e-mail]</contact>
</tuple>
</presence>
--80UBfW7LSCVLtggUPe5z—

16、 A 收到最后一个 NOTIFY 之后返回 200 完成 NOTIFY 事务。

M16 消息如下：
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP ps.cintel.net.cn;branch=z9hG4bKMgRenTETmp
From: <sip:[e-mail]>;tag=zpNctbZq
To: <sip:[e-mail]>;tag=ie4hbb8t
Call-ID: [e-mail]
CSeq: 5771 NOTIFY
Contact: <sip:a.cintel.net.cn>
Content-Length: 0

2.1.2.2订阅单个用户（添加好友）

2.1.2.2.1情景说明

A 想添加 B 为好友，向 B 发起一个订阅 presence 状态的请求。 B 在线，且接受 了 A 的请求。于是， A 成功将 B 加为好友并且能够观察 B 的 presence 状态信息。

2.1.2.2.2SIP消息流程图

以上是关于IM通讯协议总结之三SIMPLE协议的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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