XMPP: introducció

Definició

XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol) és un protocol estàndard i obert que es basa en l’intercanvi de missatges XML. Inicialment va ser concebut per implementar xarxes de missatgeria instantànea (IM) però actualment s’usa per un ventall de funcionalitats molt més ampli. Qualsevol aplicació que necessiti un sistema de missatges entre diferents mòduls distribuits és sensible a usar XMPP per ntercanviar missatges usant aquesta tecnologia com a middleware. Potser les eines més conegudes que usen XMPP com a middleware són Jabber, GTalk i les funcions de videoconferència i audioconferència de la mateixa Google.

Les funcionalitats que ens ofereix el protocol són realment amplies i potents:

• Rudundància
• Escalavilitat
• No calen VPNs per accedir al serveis dins d’una xarxa amb NAT
• Suport SSL i Certificats
• Backends on es guarden usuaris: MySQL, LDAP, etc.
• Extensible (usa el que s’anomenen XEP)
• BOSH permet usar XMPP sobre HTTP, cosa que per disseny del protol XMPP seria un problema.

Glossari

• JID: els nodes d’una xarxa XMPP s’identifiquen a través d’aquest identificador, que és de la forma: user@domain/resource (exemple: miquel@servidor.cat/im). Tractament dels JID:
  • user@example.com – conegut com a JID
  • user@example.com/desktop – conegut com a JID o full JID
• Stanza: els missatges XML que s’intercanvien entre un servidor XMPP i un client s’anomenen Stanzas.  Hi ha tres tipus d’stanzas:
  • Messages: transporten informació entre nodes, els missatges es poden organitzar en threads. N’hi ha de diferents tipus:
    • normal
    • chat
    • groupchat
    • headline
    • error
  • Presence: serveixen per informar de la dipsonibilitat d’un recurs (online/offline):
    • away
    • do not disturb
    • extended away
    • free for chat
  • IQ Stanza (info query): similar a un HTTP GET/POST/PUT, serveix per demanar informacions concretes a un node. Ideals per extendre el protocol. Per exemple, les IQ s’usen per saber quins recursos (usuaris) estan connectats a un canal de xat. N’hi ha de tres tipus:
    • get: demanen informació (HTTP GET)
    • set: proveeixen informació (HTTP POST/PUT)
    • result: retornen informació requerida o confirmen que s’ha acceptat una comanda ‘set’.
• Extensibility: per tal de que sigui simple extendre el protocol, les stanzas suporten namespaces i qualsevol element XML d’una stanza es pot usar com un payload, per transportar: XHTML tags, Atom feeds, XML-RPCs, etc.
• Roster: llista de persones que participen en un event.
• Presence subscriptions: els recursos d’una xarxa (sovint els usuaris) poden subscriures a altres recursos (altres usuaris) per tal de saber si estan o no disponibles en cada moment.
• Asincronisme: la gràcia del XMPP respecte altres protocols com HTTP és que es tracta d’un protocol asíncron, o sigui, que les connexions s’estableixen durant molt de temps i en qualsevol moment el servidor i/o el client poden enviar i rebre stanzas a través d’aquest canal. Els protocols HTTP estableixen connexions relativament curtes on sovint només hi ha una petició i una resposta després es tanca la connexió.

Polling vs PubSub

Aquest és el gran parigma de les estructures client servidor actuals, sovint els servidors tenen informacions que són pels seus clients. Però per disseny els servidors no podenen connectar amb els seus clients i han d’esperar a que aquests es connectin per donar-los la informació que necessiten. Això dona lloc al que coneixem com a polling, o sigui, que els clients periódicament han d’anar connectant als servidors per saber si tenen quelcom nou per ells. Un bon exemple per entendre això és els servidors POP3 els servidors tenen una serie de correus enmagatzemats a l’espera que els clients a través del seu MUA es connectin per descarregar-se el correu.

Doncs bé en una xarxa XMPP, els clients es troven connectats al servidor en tot moment i tenen establer un canal permanent (real o virtual) entre clients i servidors. Per tant, l’intercanvi d’informació és bidireccional i qualsevol d’ambdues parts port enviar i rebre stanzas sense haber d’establir un nou canal, sinó que aprofiten el que ja tenen. PubSub és la capacitat que tenen els recursos d’XMPP (clients d’XMPP) de subscriures i publicar qualsevol informació, la possibilitat de subscriures a una informació permet que cada cop que el servidor té una informació d’aquell tipus l’enviarà directament al client sense que aquest l’hagi de demanar. Un exemple per entendre millor el PubSub seria el que fan els usuaris al unir-se a un canal de xat; o sigui, informen al servidor que volen rebre qualsevol informació que es publiqui al canal i el servidor quan algún usuari publica una nova informació al canal l’envia automàticament a la resta d’usuaris.

Com és fàcil imaginar XMPP ens dona usa serie d’avantatges per tota una serie d’aplicacions que altres protocols no poden, potser la més poderosa és la que es tracta aquí. Donant un cop d’ull als pros i contres:

Pros (PubSub > Polling)

• Intercanvi bidireccional d’informació, no cal establir VPNs ni altres sistemes similars perquè hi hagi accés transparent entre servidors i clients.
• Optimització del canal, no es malgasta ampla de banda fent preguntes per saber si hi ha algo nou, directament rebem les novetats.

Contres (PubSub < Polling)

• Cal mantenir el canal establert, de forma real o virtual, això no sempre és possible o senzill. Per això apareixen tècniques/protocols com BOSH per permetre-ho.
• XMPP no esta optimitzat per intercanviar grans volums d’informació.

La extenció més coneguda: Jingle

És una extenció d’XMPP que permet enviar missatges de senyalització entre recursos (clients) d’aplicacions multimèdia interactives com veu o video. Va ser dissenyat per Google i la XMPP Standards Foundation. El contenigut multimèdia s’envia a través d’RTP(Real-time Transport Protocol) amb ICE(Interactive Connectivity Establishment) per tal de poder traspassar els NAT(Network Address Translation).

Fonts

Wikipedia:

• XMPP
• Jingle

Web:

• XMPP

Presentació:

• XMPP 101 – FOSDEM (Free and Open Source Software Developers’ European Meeting)