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摘要：着重分析了在不同网络环境中实现即时通信系统的不同，并根据即时通信系统不同的业务，如通信、视频、文件传输等进行分析。选择不同的网络协议，并分析潜在的问题，为一个在Internet下提供即时文字通信、简单博弈游戏、视频与语音通信、文件传输的实时通信系统实现方案给出一个可行的解决方案。
关键词： IM；TCP/IP；UDP；实时通信；即时通信
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）19-4412-03
即时通信系统自从1996年第一个实现ICQ出现以来，经过了迅猛的发展，当前已经不止是用于网络上的文字讯息传递，而是包括了文字，多媒体，文件传输等多项功能的复合型的通信工具。即时通信系统不止是在用户通信领域发挥作用，在工业领域，如电力，工业制造，电话通信等各行各业中都出现了专门的即时通信系统。由于即时通信系统在各行各业的发展，往往面对不同的网络环境（局域网或广域网，电缆、光缆、Wifi等不同的网络连接），不同的通信要求（文字，多媒体，文件），即时通信系统数据的传输往往受到不同的带宽（bandwidth）、时延（delay）等方面的影响，同时当前的Internet网络没有提供服务质量保证，在这样的网络中进行即时通信还要很多问题可以研究。
该论文讨论即时通信系统即时传输的技术选择，分析了TCP、UDP协议的不同点。对于一些最常用的即时通信系统进行了分析，探讨了提供博弈游戏功能的即时通信系统的解决方案。
该论文主要完成如下内容：
1） 通过对即时通信系统的研究，根据不同的业务需求，提出了对即时通信系统传输数据性能的要求。
2） 通过对不同网络协议的分析，确定不同协议的主要优缺点及使用范围
3） 结合以上两点，提出一个在Internet下提供实时文字通信、简单博弈游戏、视频与语音通信、文件传输的即时通信系统实现方案。
1 网络分析
目前常用的网络主要是局域网和广域网。局域网一般限定在较小的区域内，小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来。广域网是将分步在不同地区的局域网或计算机系统互连起来的。Internet就是我们日常最经常接触到的广域网。
局域网通常比广域网具有高得多的传输速率，例如，LAN的传输速率为10Mb/s，FDDI的传输速率为100Mb/s。广域网的典型速率是从56kbps到155Mbps。
从传播延迟上来看局域网内往往是在相对独立的局部范围内联，使用专门的传输介质进行联网，延迟很低，往往在几毫秒内。而广域网由于覆盖的空间广大，连接的局域网众多，传输介质不一，传输延迟可以从几毫秒到几百毫秒。
2 业务分析
即时通信是指能够即时发送和接收互联网消息等的业务。即时通信系统就是一个能够完整的完成发送和接收互联网消息的软件系统。自1998年面世以来，特别是近几年的迅速发展，即时通信的功能日益丰富，逐渐集成了电子邮件、博客、音乐、电视、游戏和搜索等多种功能。
常用的即时通信软件如QQ，微信，skype，MSN（即将整合到skype）等都支持文字聊天，语音对话，视频会议，文件发送等即时交流，还可以查看联系人的联机状态。Skype提供了拨打手机，固话的功能。而qq也提供了即时的在线游戏功能。
为了实现一个Internet下提供实时文字通信、简单博弈游戏、文件传输的即时通信系统。必须考虑到文字聊天，语音对话，视频对话，文件传输，在线游戏，连接电话网络等功能。
1） 文字聊天功能业务分析
对于网络传输速率和延迟的要求并不高。一般的文字聊天几乎都是在两个用户单独聊天或者多个用户群聊天中发生的。至今中文打字最快的专业打字员，每分钟能输入340个中文字符左右，而英文的最高速度可达每分钟400个字母左右。以一个中文字符占4个字节（UTF-8），一个英文字符占1个字节来计算。两个用户单独聊天，如果使用中文每分钟最多需要传输2720字节，而使用英文聊天则只需要传输800字节。如果是在一个百人群中进行文字聊天，每分钟最多需要传输的字符也只有136k字节，平均为2.27kb/s。由此可见文字聊天对网络传输中的带宽、时延要求并不高。
2） 博弈游戏功能业务分析
博弈游戏是对即时通信系统的一个特殊应用。在线的博弈游戏就是通信双方发送，接收一些包含游戏信息的数据包。而博弈游戏的特性使得游戏节奏比较慢，对于网络的时延要求不是很高，因此从网络传输上，与文字聊天信息的传输相差不大（事实上，早期的在线游戏都是通过文字聊天的方式实现的。）。
3） 语音对话业务分析
语音对话是近年来对文字聊天功能的扩展，语音对话是采用语音编码的方式将用户即时的语音信号进行编码转化成数字信号，从而降低传输码率并进行数字传输，传输后解析成语音信号播放，从而达到用户即时聊天功能的过程。/*语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码（音源编码）和混合编码。波形编码的编码速率为64-16kb/s，语音质量好。参量编码的编码速率低，大约为2.4-1.2kb/s，自然度低，对环境噪声敏感。混合编码是将波形编码与参数编码相结合，在2.4-1.2kb/s速率上能够得到高质量的合成语音。*/目前使用最多的语音文件格式还是WMA格式（通常码率 64 Kbps），的语音文件，以两个用户单独使用语音聊天计算，需要保证至少128kb/s的速率，而如果是在一个20人的群内进行聊天，如果在服务器端不进行混音，而到客户端混音的话则需要保证1280kb/s的速率，如果在服务器端混音的话，则仍只需要128kb/s的速率。一般来说语音对话功能对网络传输中的带宽、时延提出了一定的要求
4） 视频对话功能业务分析
关键词： IM；TCP/IP；UDP；实时通信；即时通信
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）19-4412-03
即时通信系统自从1996年第一个实现ICQ出现以来，经过了迅猛的发展，当前已经不止是用于网络上的文字讯息传递，而是包括了文字，多媒体，文件传输等多项功能的复合型的通信工具。即时通信系统不止是在用户通信领域发挥作用，在工业领域，如电力，工业制造，电话通信等各行各业中都出现了专门的即时通信系统。由于即时通信系统在各行各业的发展，往往面对不同的网络环境（局域网或广域网，电缆、光缆、Wifi等不同的网络连接），不同的通信要求（文字，多媒体，文件），即时通信系统数据的传输往往受到不同的带宽（bandwidth）、时延（delay）等方面的影响，同时当前的Internet网络没有提供服务质量保证，在这样的网络中进行即时通信还要很多问题可以研究。
该论文讨论即时通信系统即时传输的技术选择，分析了TCP、UDP协议的不同点。对于一些最常用的即时通信系统进行了分析，探讨了提供博弈游戏功能的即时通信系统的解决方案。
该论文主要完成如下内容：
1） 通过对即时通信系统的研究，根据不同的业务需求，提出了对即时通信系统传输数据性能的要求。
2） 通过对不同网络协议的分析，确定不同协议的主要优缺点及使用范围
3） 结合以上两点，提出一个在Internet下提供实时文字通信、简单博弈游戏、视频与语音通信、文件传输的即时通信系统实现方案。
1 网络分析
目前常用的网络主要是局域网和广域网。局域网一般限定在较小的区域内，小于10km的范围，通常采用有线的方式连接起来。广域网是将分步在不同地区的局域网或计算机系统互连起来的。Internet就是我们日常最经常接触到的广域网。
局域网通常比广域网具有高得多的传输速率，例如，LAN的传输速率为10Mb/s，FDDI的传输速率为100Mb/s。广域网的典型速率是从56kbps到155Mbps。
从传播延迟上来看局域网内往往是在相对独立的局部范围内联，使用专门的传输介质进行联网，延迟很低，往往在几毫秒内。而广域网由于覆盖的空间广大，连接的局域网众多，传输介质不一，传输延迟可以从几毫秒到几百毫秒。
2 业务分析
即时通信是指能够即时发送和接收互联网消息等的业务。即时通信系统就是一个能够完整的完成发送和接收互联网消息的软件系统。自1998年面世以来，特别是近几年的迅速发展，即时通信的功能日益丰富，逐渐集成了电子邮件、博客、音乐、电视、游戏和搜索等多种功能。
常用的即时通信软件如QQ，微信，skype，MSN（即将整合到skype）等都支持文字聊天，语音对话，视频会议，文件发送等即时交流，还可以查看联系人的联机状态。Skype提供了拨打手机，固话的功能。而qq也提供了即时的在线游戏功能。
为了实现一个Internet下提供实时文字通信、简单博弈游戏、文件传输的即时通信系统。必须考虑到文字聊天，语音对话，视频对话，文件传输，在线游戏，连接电话网络等功能。
1） 文字聊天功能业务分析
对于网络传输速率和延迟的要求并不高。一般的文字聊天几乎都是在两个用户单独聊天或者多个用户群聊天中发生的。至今中文打字最快的专业打字员，每分钟能输入340个中文字符左右，而英文的最高速度可达每分钟400个字母左右。以一个中文字符占4个字节（UTF-8），一个英文字符占1个字节来计算。两个用户单独聊天，如果使用中文每分钟最多需要传输2720字节，而使用英文聊天则只需要传输800字节。如果是在一个百人群中进行文字聊天，每分钟最多需要传输的字符也只有136k字节，平均为2.27kb/s。由此可见文字聊天对网络传输中的带宽、时延要求并不高。
2） 博弈游戏功能业务分析
博弈游戏是对即时通信系统的一个特殊应用。在线的博弈游戏就是通信双方发送，接收一些包含游戏信息的数据包。而博弈游戏的特性使得游戏节奏比较慢，对于网络的时延要求不是很高，因此从网络传输上，与文字聊天信息的传输相差不大（事实上，早期的在线游戏都是通过文字聊天的方式实现的。）。
3） 语音对话业务分析
语音对话是近年来对文字聊天功能的扩展，语音对话是采用语音编码的方式将用户即时的语音信号进行编码转化成数字信号，从而降低传输码率并进行数字传输，传输后解析成语音信号播放，从而达到用户即时聊天功能的过程。/*语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码（音源编码）和混合编码。波形编码的编码速率为64-16kb/s，语音质量好。参量编码的编码速率低，大约为2.4-1.2kb/s，自然度低，对环境噪声敏感。混合编码是将波形编码与参数编码相结合，在2.4-1.2kb/s速率上能够得到高质量的合成语音。*/目前使用最多的语音文件格式还是WMA格式（通常码率 64 Kbps），的语音文件，以两个用户单独使用语音聊天计算，需要保证至少128kb/s的速率，而如果是在一个20人的群内进行聊天，如果在服务器端不进行混音，而到客户端混音的话则需要保证1280kb/s的速率，如果在服务器端混音的话，则仍只需要128kb/s的速率。一般来说语音对话功能对网络传输中的带宽、时延提出了一定的要求
4） 视频对话功能业务分析