iOS Bonjour的使用-本地通信/智能交互

之前一直考虑在local现场怎么与别的用户通信,后来陆续了解了苹果的Bonjour。现在简单写一篇Bonjour的入门介绍。

Bonjour介绍

bonjour其实来自法语,是你好的意思。而Bonjour服务是苹果公司发布的一个基于ZEROCONF工作组(IETF下属小组)的工作,用于实现零配置网络联网的解决方案。Bonjour是基于IP层协议的,简单来说,就是一套解决方案,能够不需要复杂的配置,即可互相发现彼此的解决方案。可以用它来轻松探测并连接到相同网络中的其他设备,并与别的智能硬件进行交互或者其他操作。典型的Bonjour应用有Remote、AirPrint等。

Bonjour-overview

为了实现简单配置网络,Bonjour做了以下三点:

  1. 寻址(分配IP地址给主机)
    一个在网络中的设备需要有一个自己的IP。有了IP地址,我们才能基于IP协议进行通信。对于IPV6标准,IP协议已经包括了自动寻找IP地址的功能。但是目前仍然普遍使用的IPV4不包含本地链路寻址功能。而Bonjour会在本地网络选择一个随机的IP地址进行测试,如果已经被占用,则继续挑选另外一个地址,直到选到可用的IP地址。

  2. 命名(使用名字而不是IP地址来代表主机)
    Bonjour还实现了命名和解析功能,保证了我们服务的名字在本地网络是唯一的,并且把别人对我们名字的查询指向正确的IP地址和端口,而不是以IP地址这样不易读的方式来作为服务的标志。
    而且Bonjour在系统级别上添加了一个mDNSResponder服务来处理请求和发送回复,从系统级层面上处理,我们就无需在应用内自己监听和返回IP地址,只需到系统内注册服务即可。减少了我们应用的工作量和提高了稳定性。

  3. 服务搜索(自动在网络搜索服务)
    Bonjour可以只需指定所需服务的类型,即可收到本地网络上可用的设备列表。设备在本地网络发出请求,说我需要”XXX”类型的服务,例如:我要打印机服务。所有打印机服务的设备回应自己的名字。

Bonjour API

Cocoa中网络框架有三层,最底层的是基于 BSD socket库,然后是 Cocoa 中基于 C 的 CFNetwork,最上面一层是 Cocoa 中 Bonjour。通常我们无需与 socket 打交道,我们会使用经 Cocoa 封装的 CFNetwork 和 Bonjour 来完成大多数工作。

cocoa 很多组件都有两种实现,一种是基于 C 的以 CF 开头的类(CF=Core Foundation),这是比较底层的;另一种是基于 Obj-C 的以 NS 开头的类(NS=Next Step),这种类抽象层次更高,易于使用。对于网络框架也一样。Bonjour 中 NSNetService 也有对应的 CFNetService,NSInputStream 有对应的 CFInputStream。

通过 Bonjour,一个应用程序publish一个网络服务 service,然后网络中的其他程序就能自动发现这个 service,从而可以向这个 service 查询其 ip 和 port,然后通过获得的 ip 和 port 建立 socket 链接进行通信。通常我们是通过 NSNetService 和 NSNetServiceBrowser 来使用 Bonjour 的,前者用于建立与发布 service,后者用于监听查询网络上的 service。

Bonjour-API

建立连接

简单来说,建立Bonjour连接一般需要三个步骤,即服务端发布服务、客户端浏览服务、客户端/服务端交互。

Bonjour-API

客户端发布服务

首先通过NetService对象初始化服务,指定服务的域、类型、名称和端口,在同一网络中,服务类型名必须唯一,这样才能精准定位服务。
Bonjour操作也需要异步进行,以免长时间阻碍主线程,所以我们将发布任务交给当前run loop去调度。

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func setupService(){
let service = NetService.init(domain: "local.", type: "_dragon._tcp", name: "dragon", port: 2333)
service.schedule(in: RunLoop.current, forMode: .commonModes)
service.delegate = self
let dictData = "http://fighting300.github.io".data(using: String.Encoding.utf8)
let data = NetService.data(fromTXTRecord: ["node":dictData!])
service.setTXTRecord(data)
service.publish()
self.service = service
}

另外需要实现NetService协议NetServiceDelegate的代理方法跟踪服务发布信息。

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func netServiceWillPublish(_ sender: NetService) {
print("----netServiceWillPublish")
}
func netService(_ sender: NetService, didNotPublish errorDict: [String : NSNumber]) {
print("----netService didNotPublish")
}
客户端浏览服务

服务发布成功后,会在代理方法中接受到发布的消息,这时候要在客户端通过NetServiceBrowser对象来浏览本地的服务,并展示本地网络中可用的服务。
可以通过searchForServices方法指定需要查找的服务类型和查找的域,然后运行在mainRunLoop中。

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func netServiceDidPublish(_ sender: NetService) {
print("----netService didPublish")
let browser = NetServiceBrowser()
browser.delegate = self
browser.searchForServices(ofType: "_WE._tcp", inDomain: "local.")
browser.schedule(in: RunLoop.current, forMode: .commonModes)
RunLoop.current.run(until: Date.init(timeIntervalSinceNow: 300))
}

同时实现NetServiceBrowser的代理NetServiceBrowserDelegate方法netServiceBrowser(_ browser: NetServiceBrowser, didFind service: NetService, moreComing: Bool)来处理相应服务的解析。当前代码实例中没有选择服务的服务,直接对扫描到的服务来做解析。

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func netServiceBrowser(_ browser: NetServiceBrowser, didFind service: NetService, moreComing: Bool) {
print("----netServiceBrowser didFind", service.domain, service.type, service.name, service.port,service)
// 在界面选择对应的service
self.service = service
service.delegate = self
service.resolve(withTimeout: 5)
}

func netServiceBrowser(_ browser: NetServiceBrowser, didRemove service: NetService, moreComing: Bool) {
print("----netServiceBrowser didRemove")
}
客户端/服务端交互

最后,可以在NetService代理的解析方法里func netServiceDidResolveAddress(_ sender: NetService),拿到名称、类型、域、主机名和ip地址等信息。

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func netServiceWillResolve(_ sender: NetService) {
print("----netService willResolve")
}

func netServiceDidResolveAddress(_ sender: NetService) {
print("----netService didResolveAddress", sender.name, sender.addresses, sender.hostName, sender.addresses?.first)
let data = sender.txtRecordData()
let dict = NetService.dictionary(fromTXTRecord: data!)
let info = String.init(data: dict["node"]!, encoding: String.Encoding.utf8)
print("mac info = ",info);

}

func netService(_ sender: NetService, didNotResolve errorDict: [String : NSNumber]) {
print("----netService didNotResolve ", errorDict)
}

func netServiceDidStop(_ sender: NetService) {
print("----netServiceDidStop")
}

func netService(_ sender: NetService, didUpdateTXTRecord data: Data) {
print("----netService didUpdateTXTRecord")
}

func netService(_ sender: NetService, didAcceptConnectionWith inputStream: InputStream, outputStream: OutputStream) {
print("----netService didAcceptConnectionWith")
}

// MARK: util 获取ip地址
func IPFrom(data: Data) -> String {
let dataIn: NSData = data as NSData
var storage = sockaddr_storage()
dataIn.getBytes(&storage, length: MemoryLayout<sockaddr_storage>.size)
if Int32(storage.ss_family) == AF_INET {
let addr4 = withUnsafePointer(to: &storage) {
$0.withMemoryRebound(to: sockaddr_in.self, capacity: 1) {
$0.pointee
}
}
let ipString = String(cString: inet_ntoa(addr4.sin_addr), encoding: .ascii)
print("ip", ipString)
return ipString
}
return ""
}

之后依靠以上获取的信息,需要通过Socket/Streams建立连接来进行通信,本篇文章不对这部分做更多的介绍,后续有时间再补充完整。

参考
  1. http://mobileorchard.com/tutorial-networking-and-bonjour-on-iphone/
  2. https://developer.apple.com/library/content/documentation/Networking/Conceptual/NSNetServiceProgGuide/Introduction.html#//apple_ref/doc/uid/TP40002520-SW2
  3. http://www.cocoachina.com/ios/20150918/13434.html
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