即时通讯IM

 

即时通讯（Instant Messaging，后简称im）消息的可靠投递

一、报文类型

　　im的客户端与服务器通过发送报文（也就是网络包）来完成消息的传递

　　报文分为：　　　　

　　　　请求报文（request，后简称为为R）--- 客户端主动发送给服务器的报文

　　　　应答报文（acknowledge，后简称为A）--- 服务器被动应答客户端的报文，一个A对应一个R

　　　　通知报文（notify，后简称为N）--- 服务器主动发送给客户端的报文

二、普通消息投递流程

　　消息的发送流程:client-A给client-B发送一个消息的流程

　　

1）client-A向im-server发送一个消息请求包，即msg:R
2）im-server在成功处理后，回复client-A一个消息响应包，即msg:A
3）如果此时client-B在线，则im-server主动向client-B发送一个消息通知包，即msg:N；如果client-B不在线，则消息会存储离线

存在的问题：

　　发送方client-A收到msg:A后，只能说明im-server成功接收到了消息，并不能说明client-B接收到了消息。可能出现msg:N包丢失，且发送方client-A完全不知道

　　可能的情况：

　　　　1）服务器崩溃，msg:N包未发出
　　　　2）网络抖动，msg:N包被网络设备丢弃
　　　　3）client-B崩溃，msg:N包未接收

三、应用层确认+im消息可靠投递的六个报文

upd是一种不可靠的传输层协议，tcp是一种可靠的传输层协议，tcp的可靠是用超时、重传、确认实现的

要实现应用层的消息可靠投递，加入应用层的确认机制

应用层的确认的流程:想让发送方client-A确保接收方client-B收到了消息，必须让接收方client-B给一个消息的确认

存在的问题：msg:N，ack:N这两个报文都可能丢失

对业务的影响：

　　1）msg:N包丢失，业务结果是client-B没有收到消息

　　2）ack:N包丢失，业务结果是client-B收到了消息，只是client-A不知道

四、消息的超时与重传

　　client-A发出了msg:R，收到了msg:A之后，在一个期待的时间内，如果没有收到ack:N，client-A会尝试将msg:R重发。

　　client-A可能同时发出了很多消息，所以client-A需要在本地维护一个等待ack队列，并配合timer超时机制，来记录哪些消息没有收到ack:N，以定时重发

　　一旦client-A收到了ack:N，说明client-B收到了消息，对应的消息将从“等待ack队列”中移除

存在的问题：

　　msg:N，ack:N有可能丢失，超时与重传机制将导致client-B收到重复的消息

五、消息的去重

 由发送方client-A生成一个消息去重的msgid，保存在“等待ack队列”里，同一条消息使用相同的msgid来重传，供client-B去重，而不影响用户体验

说明：

　　由客户端重传，可以保证服务端无状态性

　　如果client-B不在线，im-server保存了离线消息后，要伪造ack:N发送给client-A

总结：

　　im系统是通过超时、重传、确认、去重的机制来保证消息的可靠投递，不丢不重

　　消息的发送，包含上半场msg:R/A/N与下半场ack:R/A/N的6个报文

　　im系统难以做到系统层面的不丢不重，只能做到业务层面的不丢不重