系統設計，協定先行。
大部分人不了解協定的設計細節，更多使用已有協定進行應用層設計，例如：
（1）使用HTTP，設計get/post/cookie參數，以及json包格式；
（2）使用dubbo，而不用去深究内部的二進制標頭包體細節；
無論如何，了解協定設計的原則，對深入了解系統通信非常有幫助。
一、協定的分層設計
所謂“協定”，是雙方共同遵守的規則，例如：離婚協定，停戰協定。協定有文法、語義、時序三要素：
（1）文法，即資料與控制資訊的結構或格式；
（2）語義，即需要發出何種控制資訊，完成何種動作以及做出何種響應；
（3）時序，即事件實作順序的詳細說明；
畫外音：後文主要講文法設計。
協定設計通常分為三層：應用層協定、安全層協定、傳輸層協定。
下面分别看下這三層的協定應該如何選型。
二、應用層協定設計
應用層協定選型，常見的有三種：文本協定、二進制協定、流式XML協定。
文本協定
文本協定是指“貼近人類書面語言表達”的通訊傳輸協定，典型的協定是HTTP協定，一個HTTP協定的請求封包樣例如下：
GET / HTTP/1.1
User-Agent: curl
Host: musicml.net
Accept: */* 文本協定的特點是：
（1）可讀性好，便于調試；
（2）擴充性較好，能通過key:value擴充；
（3）解析效率不高，一行一行讀入，按照冒号分割，解析key和value；
（4）對二進制不友好 ，比如語音/視訊等；
二進制協定
二進制協定即binary協定，典型是IP協定，以下是IP協定的一個圖示：
二進制協定一般包含：
（1）定長標頭；
（2）可擴充變長包體；
（3）一般每個字段有固定的含義，以IP協定為例，前4個bit表示協定版本号（Version）；
二進制協定的特點是：
（1）可讀性差，難于調試；
畫外音：打日志一般需要一個toString()函數增強可讀性。
（2）擴充性不好，如果要擴充字段，舊版協定就不相容了，是以設計時一般會有一個Version字段；
（3）解析效率超高，幾乎沒有解析代價，二進制流的每個字段表示固定含義；
（4）天然支援二進制流 ，比如語音/視訊；
這是一個典型的16位元組二進制定長標頭的例子：
//sizeof(cs_header)=16
struct cs_header {
uint32_t version;
uint32_t magic_num;
uint32_t cmd;
uint32_t len;
uint8_t data[];
}__attribute__((packed)); 其中：
（1）前4個位元組表示版本号version；
（2）接下來4個位元組表示魔法數字magic_num，用來解決資料錯位或丢包問題；
畫外音：例如，約定好魔法數字是0x01020304，收到的封包，魔法數字比對，認為是正常封包，否則認為是封包異常，斷開連接配接。
（3）接下來4個位元組表示指令号command，不同的指令号對應不同的變長包體；
（4）最後4個位元組表示包體長度length，以确定變長包體有多少位元組；
這是一個實際的二進制變長包體：
message CUserLoginReq {
optional string username = 1;
optional string passwd = 2;
}
message CUserLoginResp {
optional uint64 uid =1;
} 它使用的是Google的Protobuf協定，容易看到：
（1）請求封包傳入的是使用者名與密碼；
（2）響應包傳回的是使用者的uid；
PB是很流行的二進制變長包體協定，其優點為：
（1）通用，可以生成C++、Java、PHP等多語言代碼；
（2）自帶壓縮功能；
（3）對二進制友好；
（4）在工業界已廣泛應用；
畫外音：Google出品，必屬精品。
流式XML協定
流式XML似乎是文本協定的一個特例，亦可以單獨作為一類。例如：xmpp就是典型的流式XML協定，下面是xmpp協定的一個典型封包：
<message
to=’[email protected]’
from=’[email protected]’
type=’chat’
xml : lang=’en’>
<body>Wherefore art thou, Romeo?</body>
</message> 從xml标簽中大緻可以判斷這是一個romeo發給juliet的聊天消息。
XML協定有幾個特點：
（1）可讀性好，擴充性好，這是XML的特性；
（2）解析代價超高，需要進行dom樹分析；
（3）有效資料傳輸率超低，有大量的标簽；
三、安全層協定設計
安全層協定設計，除了使用SSL，自行實作的話，常見的又有以下三種方案。
畫外音：SSL秘鑰管理是個問題。
固定密鑰
服務端和用戶端約定好一個密鑰，同時約定好一個加密算法（例如：AES），每次用戶端發送封包前，就用約定好的算法，以及約定好的密鑰加密再傳輸，服務端收到封包後，用約定好的算法，約定好的密鑰再解密。
畫外音：安全性低，安全性基于程式員的職業操守。
一人一密
簡單來說，就是一個人的密鑰是固定的，但是每個人之間又不同。常見的實作方式是：
（1）固定加密算法；
（2）加密秘鑰使用“使用者的某一特殊屬性”，比如使用者uid、手機号、qq号、使用者密碼等；
一次一密
即動态密鑰，一Session一密鑰的安全性更高，每次會話前協商密鑰。密鑰協商的過程要經過2次非對稱密鑰的随機生成，1次對稱加密密鑰的随機生成，具體詳情這裡不展開。
四、傳輸層協定設計
可選的協定有TCP和UDP，現在基本都是使用TCP，有了epoll等技術後，多連接配接就不是瓶頸了，單機幾十萬連結沒什麼問題。
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