一套典型的IM通信协议设计详解

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。本文将以理论联系实际的方式，详细讲解一套典型IM的通信协议设计的方方面面。

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。

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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。

1使用SSL

证书管理微微复杂，代价有点高。

2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。