tim实践系列——tim设计来源与设计模式

前言： tim是一个完全去中心化的分布式系统。完全去中心化，是实现tim设计理念的一个较好的方案，使得tim的集群限制主要在操作系统层面，如系统能发出的连接数。所以tim的大规模集群可以支持百亿级别的在线用户量。海量数据的处理问题，也是tim去中心化解决的问题之一，以下分别介绍
来源《tim实践系列》

TIM的设计模式：

tim通讯设计模式是邮箱模式，消息体就类似一封封信件，上面写了寄信人和收信人，无论投递到哪个邮箱，信件都可以正常寄出去，这样实现了理论上的节点无限集群：只要新建邮箱，就可以承担更多的寄信任务，用户量增加，只要增加邮箱(即tim节点服务)就可以解决压力问题，这也是借鉴XMPP协议的设计理念，XMPP以TCP传递XML数据流，没有中央主服务器，任何人都可以运行自己的XMPP服务器来转发数据流。XMPP协议本身也存在一些问题，一是没有二进制流，二是消息体臃肿，重复无用数据过多。当然xmpp只是通讯协议，xmpp服务器能否做到去中心化设计还依赖开发者的设计与实现。

tim解决了XMPP一些问题 一是tim主要协议是二进制流. 二tim协议采用thrift压缩格式.消息体非常小.没有重复数据。但是tim协议与xmpp协议是不能互通的，只是借鉴了它的设计思路。

tim是去中心化的分布式架构，并且支持使用NAT穿透的方式进行节点集群通讯，即支持不同节点在局域网与公网进行集群连接。这种集群方式有点类似区块链，不过原理是不同的，tim是即时通讯，对信息送达的及时性要求高，im要求信息即时到达；区块链可以通过共识机制如pow，通过KAD算法寻找目标节点，消息层层转发到目标节点，可想而知，效率高并非区块链业务核心要求；与之不同的是，tim要求必须能马上定位节点，一次将信息送达目标节点，不做多余数据转发，所以技术原理完全不同，高效率是IM的业务核心要求之一。

TIM的存储模式：

对于TIM来说，去中心化分布式，就是不依赖任何有中心的服务来架设tim系统，其中就包括tim服务分布式架构与tim数据分布式存储。实际上许多分布式系统的数据存储依旧依赖集中存储，或者说数据存储依赖数据库的存储模式，在海量数据的情况下，这就要求开发者不仅要维护分布式系统本身，也必须同时维护数据库分布式系统，因为数据存储服务可能成为整个系统的短板。

tim解决了存储依赖的问题。tim支持配置多tldb数据库服务，在多个数据库的情况下，通过各个数据库对 1048576的区间划分，tim会把系统的所有数据散列存储的对应区间的数据库中，同时支持动态修改区间的划分来增加数据库服务。所以，理论上1048576可以划分出1048576个区间，便支持1048576个数据库节点。当然，实际部署时，一个tim节点不能连接100万台tldb数据库，但是千台级别甚至万台级别的tldb数据库是可以支持的。

所以tim可以支持超大规模的集群，支持用户量可以达到百亿级别在线用户，而这种规模的情况下，数据存储也不会成为系统的局限。

tim默认数据库是tldb，tldb介绍见《TLDB 高性能分布式数据库》 tldb支持大量的客户端连接和高效的数据读写。所以，tldb也比较适合作为tim的存储服务。

TIM的通讯模式：

tim是基础通讯引擎，支持基础通信模式 即1:1通讯，1:n通讯，n:n通讯，通讯内容包括基础信息，状态信息，流数据。这样的模式是目前所有常见IM通讯模式的高度归纳.

目前主流的各类IM软件的核心通信功能，包括微信，QQ，抖音，阅后即焚，vr虚拟现实直播 等等app的通讯模式，都在基础im通讯模式之中，具体的im核心业务数据操作模式，如消息通信，用户状态，流数据，实时音视频，多人实时音视频，现场直播，直播间多人视频互动等，都是通讯数据的发生，通讯数据的传输，发信人删除通讯数据，收信人删除通讯数据等等，这些模式是构成整个通讯系统的基础模式。

tim通过构建基础通讯模式，支持开发者灵活组合这些基础通讯模式便可以完成各种业务需求。

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