[转][转]微信、陌陌等著名IM软件设计架构详解

标签: | 发表时间:2015-03-12 01:55 | 作者:heiyeshuwu
出处:http://blog.csdn.net/heiyeshuwu




对微信、陌陌等进行了分析,发出来分享一下(时间有些久了)
有兴趣的同学可以加入群:369511307。
电量:对于移动设备最大的瓶颈就是电量了。因为用户不可能随时携带电源,充电宝。所以必须考虑到电量问题。那就要检查我们工程是不是有后台运行,心跳包发送时间是不是合理。
流量:对于好多国内大部分屌丝用户来说可能还是包月30M,那么我们必须站在广大用户角度来考虑问题了。一个包可以解决的就一个包。

网络:
这个也是IM最核心的内容了,我们要做到在任何网络下等顺畅聊天那就不容易了,好多公司都用的xmpp框架,如果在强网络环境下,xmpp完全没有问题。但是那种弱网络环境下xmpp就束手无策啦,用户体验就很垃圾了。
个人觉得xmpp 可以玩玩, 但是用来真正的产品就差远了。如果遇到一个做IM 的朋友张口闭口都说xmpp 的话,那么不用沟通了,肯定不是什么好产品。微信、QQ以前也曾用过xmpp,但是最后也放弃了xmpp,就知道xmpp有很多弊端了,还有就是报文太大,好臃肿,浪费流量。为了保证稳定,微信用了长链接和短链接相结合,例如:
1 、两个域名
微信划分了http模式(short链接)和 tcp 模式(long 链接),分别应对状态协议和数据传输协议
l ong.weixin.qq.com  dns check (112.64.237.188 112.64.200.218)
  short.weixin.qq.com  dns check  ( 112.64.237.186 112.64.200.240)
2 说明
 是HTTP协议扩展,运行8080 端口,http body为二进制(protobuf)。
 主要用途(接口):
用户登录验证;
好友关系(获取,添加);
消息sync (newsync),自有sync机制;
获取用户图像;
用户注销;
行为日志上报。
朋友圈发表刷新
 2.2   long.weixin.qq.com  
  tcp 长连接, 端口为8080,类似微软activesync的二进制协议。
 主要用途(接口):
接受/发送文本消息;
接受/发送语音;
接受/发送图片;
接受/发送视频文件等。
 
 所有上面请求都是基于tcp长连接。在发送图片和视频文件等时,分为两个请求;第一个请求是缩略图的方式,第二个请求是全数据的方式。
 
2.2.1 数据报文方面
增量上传策略:
每次8k左右大小数据上传,服务器确认;在继续传输。
 
图片上传:
先传缩略图,传文本消息,再传具体文件
 
下载:
先下载缩略图, 在下载原图
下载的时候,全部一次推送。

3 附录
3.1  用户登录验证
POST /cgi-bin/micromsg-bin/auth HTTP/1.1
Accept: **
User-Agent: Mozilla/4.0
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 174
 
3.3 消息sync (newsync)
POST /cgi-bin/micromsg-bin/newsync HTTP/1.1
User-Agent: Android QQMail HTTP Client
Cache-Control: no-cache
Connection: Keep-Alive
Content-Type: application/octet-stream
accept: **
Content-Length:  206
 
3.5 用户注销
POST /cgi-bin/micromsg-bin/iphoneunreg HTTP/1.1
Accept: */*
User-Agent: Mozilla/4.0
Cotent-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 271
 
3.6 行为日志上报
POST /cgi-bin/stackreport?version=240000a7&filelength=1258&sum=7eda777ee26a76a5c93b233eed504c7d&reporttype=1&username=jolestar HTTP/1.1
Content-Length: 736
Content-Type: binary/octet-stream
Connection: Keep-Alive
User-Agent: Apache-HttpClient/UNAVAILABLE (java 1.4)

从现在互联网的发展而言,IM和视频(包括IM里面视频通话)是一个方向,这些都应该成为互联网的基础设施,就像浏览器一样。现在IM还没有一个很好的解决方案,XMPP并不能很好地做到业务逻辑独立开来。从IM的本质来看,IM其实就是将一条消息从一个地方传输到另外一个地方,这个和TCP很像,为什么不实现一个高级点的TCP协议了,只是将TCP/IP里面的IP地址换成了一个类似XMPP的唯一ID而已,其他的很多细节都可以照搬TCP协议。有了这个协议之后,将业务逻辑在现有HTTP server的基础上做,例如发送语音和图片就相当于上传一个文件,服务器在处理完这个文件后就发一条特殊的IM消息。客户端收到这个IM消息后,按照IM消息里面url去HTTP server取语音文件和图片文件。将HTTP server和IM server打通之后,可以做很多事情。但将这个两个server合并在一块并不是一个好事,不然腾讯也不会有2005年的战略转型了。从现在的情况来看,应用除了游戏,都没怎么赚钱,现在能够承载赚钱业务的还是以web为主。IM不可以赚钱,但没有却是不行的,就像一个地方要致富,不修路是不行的道理一样。

上面说到了protobuf ,就简单介绍下:

          JSON相信大家都知道是什么东西,如果不知道,那可就真的OUT了,GOOGLE一下去。这里就不介绍啥的了。

Protobuffer大家估计就很少听说了,但如果说到是GOOGLE搞的,相信大家都会有兴趣去试一下,毕竟GOOGLE出口,多属精品。

Protobuffer是一个类似JSON的一个传输协议,其实也不能说是协议,只是一个数据传输的东西罢了。

那它跟JSON有什么区别呢?

        跨语言,这是它的一个优点。它自带了一个编译器,protoc,只需要用它进行编译,可以编译成JAVA、python、C++代码,暂时只有这三个,其他就暂时不要想了,然后就可以直接使用,不需要再写任何其他代码。连解析的那些都已经自带有的。JSON当然也是跨语言的,但这个跨语言是建立在编写代码的基础上。




陌陌设计:
陌陌发展刚开始由于规模小,30-40W的连接数(包括Android后台长连接用户),也使用XMPP;由于XMPP的缺点:流量大(基于XML),不可靠(为传统固定网络设计,没有考虑WIFI/2G/3G/地铁/电梯等复杂网络场景),交互复杂(登陆需5-6次,尤其是TLS握手);XMPP丢消息的根本原因:服务端和客户端处于“半关闭”状态,客户端假连接状态,服务端有收不到回执;Server端连接层和逻辑层代码没有解耦分离,常常重启导致不可用;



消息中转:

链接层:

逻辑层:

通讯协议设计:

高效:弱网络快速的收发
可靠:不会丢消息
易于扩展
协议格式:

Redis协议:












是啊发











阿萨德发阿发a





优化
   连接层(参见通讯服务器组成):只做消息转发,允许随时重启更新,设计原则简单/异步;单台压测试连接数70W;现状:1.5亿用户,月活5000W+,连接数1200W+;
   逻辑层(参见通讯服务器组成):用户会话验证即登陆、消息存取、异步队列
   采用私有通讯协议,目标:高效,弱网络快速收发;可靠:不会丢消息;易于扩展;参考协议格式:REDIS协议;参见协议格式、基于队列的消息协议、基于队列的交互、基于版本号的消息协议、基于版本号的交互等;
   核心的长连接只用于传输轻量的实时数据,图片、语音等都开新的TCP或HTTP连接;
            一切就绪后,最重要的就是监控,写一个APP查看所有的运营状态,每天观察;
   如何选择最优路线,即智能路由;
二、智能路由、连接策略:
多端口、双协议支持
应对移动网关代理的端口限制
         支持TCP、HTTP两种协议
         根据备选IP列表进行并发测速(IP+端口+协议)
         后端根据终端连接情况,定时更新终端的备选IP列表
         终端在连接空闲时上报测速数据,便于后端决策
         TCP协议不通,自动切换到http
         优先使用最近可用IP
        并发测速,根据终端所处的位置下发多组IP、PORT,只用IP,不用域名,手机上的DNS50%不准

负载均衡器(LVS...)的问题– 单点失效

      单点性能瓶颈
      负载均衡从客户端开始做起• 域名负载的问题

      域名系统不可靠– 更新延迟大  


WNS(wireless network services)
1解决移动互联网开发常见问题:
通道:数据交互、大数据上传、push
网络连接:大量长链接管理、链接不上、慢、多地分布
运营支撑:海量监控、简化问题定位
登录&安全:登录鉴权、频率控制

移动互联网特点:
1、高延时:  信道建立耗时( 高RTT)
2、低宽带、高丢包
3、多运营商(电信,移动,联通等)
4、复杂网络  
    -2G,3G,4G,wifi。cmwap,cmnet。。
    -网关限制:协议,端口
5、用户流动性大,上网环境复杂

WNS 性能指标:


1、开发时间:历史一年半
2、链接成功率-99.9%
3、极端网络环境下成功率-由于常见app
4、crash率 -0.02%(crash次数/登录用户数)

微信后台系统架构
背景:
A、分布式问题收敛
  后台逻辑模块专注逻辑,快速开发
可能读取到过时的数据是个痛点
需要看到一致的数据
B、内部定义
  数据拥有两个以上的副本
如果成功提交了变更,那么不会再返回旧数据
推演:
1增加一个数据
2 序列号发生器,偏序
 约束:只能有一个client操作
client有解决冲突的能力
问题转移:client如何分布?
3 修改集群中一个制定的key的value
1)覆盖他
2)根据value的内容做修改
if value = 1 then value :=2 
通用解法:
1)paxos算法
 工程难度
一切可控

分布式算法设计:
 2)quorum算法(2011)
再单个key上面运算
真是系统约束
类paxos方案,简化
为每次变更选举(by key)
算法过程
 提议/变更/同步/广播

系统架构

写流程


Replication & Sharding 
 权衡点
  自治,负载均衡,扩散控制
 replication->relation

容灾抵消
同城(上海)多数派存活
三园区(独立供电,独立)


Sharding

一组KV6 为一个单位

1、人工阶段
 局部扩容,影响收敛9
2均匀分布 制定分段hash32 (string)
 翻倍扩容

3一致性哈希
具体实现?
1、业务侧快速开发
 存储需要提供强一致性
丰富的数据模型支持(结构化、类SQL/KV)
条件读,条件写

2 业务增长迅速,系统要能够方便的横向扩容
3设备故障/短时节点实效便成为常态,容灾自动化,主碑可写无需人工介入
4小数据

存储模型
 纯内存
Bitcask
小表系统
LSM-tree



小表系统
1、解决放大问题
2、数据按变更聚集存储
3、Affected1
   ChangeTable
(1+2+。。。。+n-1+total)/n
4、分裂与合并
数据流动
1、自动化迁移
2、节点同时做代理
3、合并磁盘io

同步流量
1、数据vs 操作
2、幂等
3、保底策略

通信包量
 1、动态合并
    100K qps
    200% -10%
3、权衡与估算
设计要点
1、吞吐量
2、异步化
3、复杂度
4、libco
自动修复系统
1、不要让错误累计
2、全量扫描
bitcask 的一些变化
1、内存限制
2、全内存


文章来源: http://blog.csdn.net/justinjing0612/article/details/38322353


作者:heiyeshuwu 发表于2015/3/11 18:32:27 原文链接
阅读:77 评论:0 查看评论

相关 [微信 陌陌 im] 推荐:

[转][转]微信、陌陌等著名IM软件设计架构详解

- - heiyeluren的blog(黑夜路人的开源世界)
对微信、陌陌等进行了分析,发出来分享一下(时间有些久了). 有兴趣的同学可以加入群:369511307. 电量:对于移动设备最大的瓶颈就是电量了. 因为用户不可能随时携带电源,充电宝. 那就要检查我们工程是不是有后台运行,心跳包发送时间是不是合理. 流量:对于好多国内大部分屌丝用户来说可能还是包月30M,那么我们必须站在广大用户角度来考虑问题了.

微信的短板,构成陌陌们的机会

- - 人人都是产品经理
导读: 微信与陌陌等其他社交 App 的差异为其他社交应用留下了什么样的生存空间呢. 最近,陌陌加入了新功能“阅后即焚”为这次的主打功能,可以向个人或群组发送阅后即焚图片,加入了发送视频功能,又在个人资料中加入了电影、音乐、书籍三项. 从中就引发了我的思考,为什么微信就没有陌陌的这类很多功能. 这种差异又给其他社交 APP 留下了何种生存空间.

Miranda IM v0.9.28 Final 多国语言版

- 阳阳 - 饭堂 - 『新软速递』
Miranda IM是一个多协议的即时通讯客户端软件. 它运行时仅占用极少的内存,并且不需要安装,解压后即可运行. 这使得用户可以从可移动的存储设备上运行他们的即时通讯客户端程序. 如果仅使用少量的插件,它甚至可以被放到一张软盘里. 强大的插件使得Miranda IM拥有极好的可扩展性. 只有基本的功能是内置的,其余的功能需要通过插件来实现.

新浪微博的IM战略

- 董玉伟 - 36氪
7月中旬我们曾独家透露了新版新浪微博的界面,并从新版界面中看到,用户已经有在线和离线的状态显示,同一天,新浪微博正式发布微博桌面,宣布微博支持即时聊天,我们都以为,新浪要开始在 IM 领域再次发力,与腾讯 QQ 竞争. 今天在跟新浪微博开放平台一位产品经理聊天时,他向我们透露说,新浪微博的 IM 并非是为了跟 QQ 抢市场.

三大电信商激战语音IM

- 小熊TONY - cnBeta.COM
在米聊、微信吸引人们眼球的同时,三大电信运营商已经不约而同地将触角伸到了这场语音即时通信(IM)软件的激战中. 昨天,正在进行中的2011年中国国际通信展上,中国移动相关人士称,移动新版的即时通信软件“飞聊”于今天正式对外发布,届时可在飞信官网下载. 据悉,首先发布的是针对安卓、塞班两大平台的产品,苹果iOS版将下个月推出,均为公测版.

手机IM:谁动了谁的奶酪

- 小熊TONY - cnBeta.COM
国内类Kik应用的迅猛发展,给手机IM领域带来新的变数. 微信、米聊、推信、飞聊……国内类Kik应用层出不穷. 号称“短信杀手”的类Kik应用打着“免费、省流量”的旗号,攻城略地,据悉,腾讯微信的用户规模已经达到1500万,而小米科技的米聊也俘获了500万的用户.

QQ是IM附带微博功能,”微博桌面”是微博附带IM功能

- 談何容易 - 36氪
有一天我问一朋友,为啥腾讯微博还不出桌面客户端. 他愣了一下,然后我突然想到,腾讯微博为啥要出桌面客户端,它已经集成到了QQ上,QQ是一个IM工具,但现在它附带了微博的功能. 不到一个月前,新浪推出了微博桌面,支持即时聊天,当时大家就说,新浪要开始抢腾讯的饭碗了. 最近,微博桌面进行改版升级,我只能说,它更像 QQ 了.

Windows Live Messenger占全球IM份额超40%

- Thomas - cnBeta.COM
Windows Live Messenger是微软系统中最重要的IM平台,在伴随云网络捆绑之后,LiveMessenger的发展十分迅速. 微软IM客户端演变到了2011版,据业界市场调研机构OPSWAT统计显示,LiveMessenger的市场份额高达40.67%;排在其后的Skype为27.39%,第三名是雅虎Yahoo.

三大运营商到齐 移动IM市场变数陡增

- Yu - cnBeta.COM
号称“短信杀手”的类Kik应用正打着“免费、省流量”的旗号攻城略地,也获得了互联网大佬们的青睐,给手机IM(即时通讯)领域带来了新的变数. “米聊、微信、口信、有你”,互联网大佬们扎堆推出相应的应用产品,也牵动了运营商的敏感神经.

即时通信集成服务IM+获1000万美元投资

- - 36氪
即时通讯软件经过十几年发展,当年最火爆的ICQ也早已风光不再,各大互联网公司都先后推出自家的IM软件. 正是在这种背景下,即时通信集成服务 IM+乘着移动互联网的东风异军突起,并于近日获得1000万美元的投资. IM+是一个为移动电话和web提供的内容丰富且易于使用的IM客户端,其移动应用程序同时支持iPhone/iPad、Android、BlackBerry、Windows Mobile、Symbian、Java及WebOS等众多平台.