本文要谈的IM通信协议指的是应用层通信“语言”，并非指传输层协定（如TCP、UDP）。IM通信协议的制订是IM开发中终点，也是贯通设计、开发、运维始终的外围所在，通信协议设计的好坏，间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（新老版本的无缝交融）、扩展性（后绪的版本升级怎么办）等，是个根底且极其重要的工作之一。
IM通信协议的分层设计
所谓“协定”是单方独特恪守的规定，例如：离婚协定，开战协定。
协定有语法、语义、时序三要素：
（1）语法：即数据与管制信息的构造或格局
（2）语义：即须要收回何种管制信息，实现何种动作以及做出何种响应
（3）时序：即事件实现程序的具体阐明
一套典型的IM通信协议设计分为三层：应用层、平安层、传输层。
IM应用层协定设计
应用层协定选型，常见的有三种：文本协定、二进制协定、流式XML协定。
文本协定
文本协定是指 “贴近人类书面语言表白”的通信传输协定，典型的协定是http协定。一个http协定大抵长成这样：
GET / HTTP/1.1
User-Agent: curl
Host: musicml.net
Accept: /
文本协定的特点是：
a. 可读性好，便于调试
b. 扩展性也好（通过key:value扩大）
c. 解析效率个别（一行一行读入，依照冒号宰割，解析key和value）
d. 对二进制的反对不好 ，比方语音／视频
IM中，MSN应用的是文本协定。
二进制协定
二进制协定是指binary协定，典型是ip协定。
二进制协定个别定长包头和可扩大变长包体 ，每个字段固定了含意 ，例如IP协定的前4个bit示意协定版本号 （Version）。
二进制协定有这样一些特点：
a. 可读性差，难于调试
b. 扩展性不好 ，如果要扩大字段，旧版协定就不兼容了，所以个别设计时会有一个Version字段
c. 解析效率超高（简直没有解析代价）
d. 对二进制的反对不好 ，比方语音／视频
IM中，QQ应用的时二进制协定。
流式XML协定
IM的准标准协议xmpp就是应用流式XML，像gtalk，校内通这些im都是基于xmpp的。让咱们来看一个xmpp协定的例子：即时通讯聊天app软件开发能够征询蔚可云。
<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标签中大抵能够判断这是一个romeo发给juliet的聊天音讯。xmpp协定能够实现跨域的互通。例如gtalk和校内通用户聊天。只有服务端实现了s2s服务（server to server） ，不过当初的im根本没有互通需要 ，所以这个服务根本没有人实现。
XMPP协定有几个特点：
a.它是准标准协议，能够跨域互通
b.XML的长处，可读性好，扩展性好
c.解析代价超高（dom解析）
d.无效数据传输率超低（大量的标签）
集体旗帜鲜明的强烈不倡议应用xmpp，特地是无线端im，如果要用，肯定要本人做压缩 ，缩小网络流量（用过xmpp的同学都分明，发一个登录包须要多少交互，要节约多少流量）。
IM平安层协定设计
im协定，音讯的保密性十分重要 ，谁都不心愿本人聊天内容被看到，所以平安层是必不可少的。
应用SSL
证书治理微微简单，代价有点高。
自行加解密
本人来搞加解密，外围在于密钥的生成与治理，密钥治理形式有多种，次要有这么三种：
（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。这种形式，密钥和算法对程序员都是通明的。
（2）一人一密钥
简略说来就是每个人的密钥是固定的，然而每个人之间又不同，其实就是在固定密钥的算法中蕴含用户的某一非凡属性，比方用户uid、手机号、qq号等。
（3）动静密钥（一session一密钥）
动静密钥，一Session一密钥的安全性更高，每次会话前协商密钥。密钥协商的过程要通过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，具体详情这里不开展，有趣味的同学能够看下SSL密钥协商额过程。
IM传输层协定设计
可选的协定有TCP和UDP。当初的IM传输层根本都是应用TCP，有了epoll等技术后，多连贯就不是瓶颈了，单机几十万链接没什么问题。