im即时通讯开发:IM通信协议设计详解

作者&投稿:住卷 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 本文要谈的IM通信协议指的是应用层通信“语言”,并非指传输层协议(如TCP、UDP)。IM通信协议的制定是IM开发中起点,也是贯穿设计、开发、运维始终的核心所在,通信协议设计的好坏,直接影响后绪环节的用户体验(数据流量、耗电量、通信速度)、兼容性(新老版本的无缝融合)、扩展性(后绪的版本升级怎么办)等,是个基础且极其重要的工作之一。

IM通信协议的分层设计

所谓“协议”是双方共同遵守的规则,例如:离婚协议,停战协议。

协议有语法、语义、时序三要素:

(1)语法:即数据与控制信息的结构或格式

(2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应

(3)时序:即事件实现顺序的详细说明

一套典型的IM通信协议设计分为三层:应用层、安全层、传输层。

IM应用层协议设计

应用层协议选型,常见的有三种:文本协议、二进制协议、流式XML协议。

文本协议

文本协议是指 “贴近人类书面语言表达”的通讯传输协议,典型的协议是http协议。一个http协议大致长成这样:

GET / HTTP/1.1

User-Agent: curl

Host: musicml.net

Accept: */*

文本协议的特点是:

a. 可读性好,便于调试

b. 扩展性也好(通过key:value扩展)

c. 解析效率一般(一行一行读入,按照冒号分割,解析key和value)

d. 对二进制的支持不好 ,比如语音/视频

IM中,MSN使用的是文本协议。

二进制协议

二进制协议是指binary协议,典型是ip协议。

二进制协议一般定长包头和可扩展变长包体 ,每个字段固定了含义 ,例如IP协议的前4个bit表示协议版本号 (Version)。

二进制协议有这样一些特点:

a. 可读性差,难于调试

b. 扩展性不好 ,如果要扩展字段,旧版协议就不兼容了,所以一般设计时会有一个Version字段

c. 解析效率超高(几乎没有解析代价)

d. 对二进制的支持不好 ,比如语音/视频

IM中,QQ使用的时二进制协议。

流式XML协议

IM的准标准协议xmpp就是使用流式XML,像gtalk,校内通这些im都是基于xmpp的。让我们来看一个xmpp协议的例子:

<message

to=’[url=mailto:romeo@example.net]romeo@example.net[/url]’

from=’[url=mailto:juliet@example.com]juliet@example.com[/url]’

type=’chat’

xml : lang=’en’>

<body>Wherefore art thou, Romeo?</body>

</message>

从xml标签中大致可以判断这是一个romeo发给juliet的聊天消息。xmpp协议可以实现跨域的互通。例如gtalk和校内通用户聊天。只要服务端实现了s2s服务(server to server) ,不过现在的im基本没有互通需求 ,所以这个服务基本没有人实现。 即时通讯聊天app软件开发可以咨询蔚可云。

XMPP协议有几个特点:

a.它是准标准协议,可以跨域互通

b.XML的优点,可读性好,扩展性好

c.解析代价超高(dom解析)

d.有效数据传输率超低(大量的标签)

个人旗帜鲜明的强烈不建议使用xmpp,特别是无线端im,如果要用,一定要自己做压缩 ,减少网络流量(用过xmpp的同学都清楚,发一个登录包需要多少交互,要浪费多少流量)。

IM安全层协议设计

im协议,消息的保密性非常重要 ,谁都不希望自己聊天内容被看到,所以安全层是必不可少的。

使用SSL

证书管理微微复杂,代价有点高。

自行加解密

自己来搞加解密,核心在于密钥的生成与管理,密钥管理方式有多种,主要有这么三种:

(1)固定密钥

服务端和客户端约定好一个密钥,同时约定好一个加密算法(eg:AES ),每次客户端im在发送前,就用约定好的算法,以及约定好的密钥加密再传输,服务端收到报文后,用约定好的算法,约定好的密钥再解密。这种方式,密钥和算法对程序员都是透明的。

(2)一人一密钥

简单说来就是每个人的密钥是固定的,但是每个人之间又不同,其实就是在固定密钥的算法中包含用户的某一特殊属性,比如用户uid、手机号、qq号等。

(3)动态密钥(一session一密钥)

动态密钥,一Session一密钥的安全性更高,每次会话前协商密钥。密钥协商的过程要经过2次非对称密钥的随机生成,1次对称加密密钥的随机生成,具体详情这里不展开,有兴趣的同学可以看下SSL密钥协商额过程。

IM传输层协议设计

可选的协议有TCP和UDP。现在的IM传输层基本都是使用TCP,有了epoll等技术后,多连接就不是瓶颈了,单机几十万链接没什么问题。

im是什么?
答:IM是,即时通讯(Instant Messaging)是目前Internet上最为流行的通讯方式,各种各样的即时通讯软件也层出不穷;服务提供商也提供了越来越丰富的通讯服务功能。 不容置疑,Internet已经成为真正的信息高速公路。从实际工程应用角度出发,以计算机网络原理为指导,结合当前网络中的一些常用技术,编程实现基于C/S...

iOS 即时通讯IM及音视频工作整理
答:整理一下近期的工作内容,主要有以下几点,仅供参考 1、iOS 简易即时通讯IM 及webSocket             通过 webSocket与后台通讯实现简易的IM即时通讯聊天,图片,视频,即表情发送。贴上连接:https://www.jianshu.com/p/2483f60cbbc6 2、iOS 音视频...

im的什么意思!详细的。
答:IM是即时通讯的意思。即时通讯(instant messaging)是一种透过网络进行实时通信的系统,允许两人或多人使用网络即时的传递文字消息、文件、语音与视频交流。目前众多流行的即时通讯服务有:Windows Live Messenger、Yahoo! Messenger、AOL Instant Messenger、skype、LINE、WhatsApp、Telegram、微信、.NET Messenger...

IM什么意思?
答:意思是即时通讯。它是一种通过互联网或其他网络实时传输文本、图片、音频和视频等信息的通信方式。IM是即时通讯(Instant Messaging)的缩写,IM可以用于个人之间的交流,也可以用于群组聊天和在线会议等场景。常见的IM应用包括微信、QQ、WhatsApp、Telegram等。指的是通过网络或者移动通信技术实现的即时交流和...

IM即时通讯app开发?
答:IM即时通讯app开发人与人之间搭建沟通互动的桥梁。为企业提供内容即时聊天系统,促进企业内部沟通效率。

java可以搭建im即时通讯吗?
答:Smack:一个用于XMPP协议的Java库,可以用于构建XMPP即时通讯客户端。Openfire:一个用于XMPP协议的即时通讯服务器,可以与Smack一起使用以构建IM应用程序。Apache MINA:一个灵活且可扩展的网络应用程序框架,可用于构建各种类型的网络应用程序,包括IM应用程序。总之,Java提供了丰富的开发工具和库,可以帮助...

即时通讯app开发
答:im即时通讯在哪里是一个关键问题。对于用户来说,用户可以在移动应用商店或相关互联网公司的官方网站上找到配套设施im即时通讯软件,然后进行网络即时通讯。对于互联网公司来说,他们想要发展im即时通讯应考虑更多的内容,包括选择哪种类型的通信制造商进行软件开发,在开发和定制时有哪些相应的要求,以及开发和...

IM 软件是什么软件,英文全称是什么?
答:IM是英文Instant Message的缩写,也就是即时讯息(即时通信、即时通讯)软件。

im即时通讯系统,这个APP开发起来难度大吗?
答:如果说是一个简单的demo,或者比较粗糙,使用人数比较少,那还是比较简单的。但是要做的比较精致,并且使用人数多的情况下,还要稳定的运行,使用很流畅,那就很难了。并且还需要一个开发团队实时的去运维。

IM软件,即时通讯都用到了什么技术?
答:单聊,群聊,朋友圈,音视频,红包,通讯录等。