小白必读：闲话HTTP短链接中的Session和Token
本文引用了刘欣的文章，感谢原做者的分享。php
一、引言
Http协议在现今主流的IM系统中拥有无可替代的重要性（在IM系统中用HTTP发起的链接被你们简称为http短链接），但Http做为传统互联网信息交换技术，一些典型的概念好比：Session、Token，对于新手程序员来讲很陌生。html
不少文章动辄长篇大论、高屋建瓴地从底层协议再到上层分布式应用式的讲解，根本不适合傻白甜程序员，本文的写做目的是以最白话地方式，通俗易懂的为你讲清HTTP协议中的Session和Token等概念，但愿读彻底文，您仍能满怀信心，继续义无反顾地跳入程序员这个职业深坑 ^_^。更深刻的技术细节，请阅读《IM开发基础知识补课(四)：正确理解HTTP短链接中的Cookie、Session和Token》。程序员
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- 移动端IM开发入门文章：《新手入门一篇就够：从零开发移动端IM》浏览器
（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-1686-1-1.html）安全
二、互联网源起
1990年12月25日，罗伯特·卡里奥在CERN（即位于日内瓦的欧洲原子核研究会）和蒂姆·伯纳斯·李一块儿成功经过Internet实现了HTTP代理与服务器的第一次通信（有关HTTP的详细介绍，请见《网络编程懒人入门(六)：深刻浅出，全面理解HTTP协议》）。蒂姆·伯纳斯·李(Tim Berners-Lee)爵士做为万维网(World Wide Web，简称WWW或互联网)的发明者，被尊称为互联网之父。蒂姆·伯纳斯·李创建的第一个网站(也是世界上第一个网站)是http://info. cern. ch/，它于1991年8月6日上网(即北京时间8月7日)。服务器
1955年6月8日，伯纳斯·李出生于英格兰伦敦西南部。他的父母都参与了世界上第一台商业电脑，曼切斯特1型（Manchester Mark I）的建造。2017年，他因“发明万维网、第一个浏览器和使万维网得以扩展的基本协议和算法”而得到2016年度的图灵奖，同时还有100万美圆奖金（该奖金由谷歌公司提供）。微信
在此前的伦敦2012奥运会开幕式上，开幕式总导演丹尼·博伊尔特别为表扬蒂姆·伯纳斯·李爵士的功绩，设计了激动人心的一幕：蒂姆·伯纳斯·李爵士在“伦敦碗”场馆中央用电脑键盘敲出了一句话：This Is For Everyone(为了每个人)。网络
媒体评述：“若是蒂姆·伯纳斯-李爵士为互联网申请专利，他将是世界最富有的万亿富豪”。可是，蒂姆·伯纳斯-李爵士将他的发明无偿贡献给全人类。
（本图来自：《技术往事：改变世界的TCP/IP协议（珍贵多图、手机慎点）》一文）
三、相关文章
《IM开发基础知识补课(四)：正确理解HTTP短链接中的Cookie、Session和Token》
好了，咱们开始正文的阅读。
四、美好的旧时光
我常常想象并怀念三十年前那原始而美好的互联网旧时光， 工做很轻松， 生活很清闲。
上班的时候偶尔有些HTTP的请求发到我这里， 我简单的看一下， 取出相对应的html文档，图片，发回去就能够了， 而后就能够继续喝茶聊天。
个人创造者们对我很好， 他们制定的一个简单HTTP协议， 就是请求加响应， 尤为是我不用记住是谁刚刚发了HTTP请求， 每一个请求对我来讲都是全新的！
邮件服务器很羡慕我， 他说：老弟，你的生活太惬意了， 哪像我， 每次有人从客户端访问邮箱， 我都得专门给他创建一个会话， 来处理他发的消息， 你倒好， 彻底不用管理会话。
这是由应用的特性决定的， 若是邮件服务器无论理会话， 那多我的之间的邮件消息就会彻底混到一块儿了， 乱做一团了。
而30年前的Web 基本上就是文档的浏览而已， 既然是浏览，我做为一个服务器， 为何要记住谁在一段时间里都浏览了什么文档呢？
五、是时候该Session出场了
可是好日子没持续多久， 很快你们就不知足于静态的Html 文档了， 交互式的Web应用开始兴起， 尤为是论坛， 在线购物等网站。
我立刻就遇到了和邮件服务器同样的问题， 那就是必须管理会话，必须记住哪些人登陆系统， 哪些人往本身的购物车中放了商品， 也就是说我必须把每一个人区分开。
这对我来讲是个不小的挑战， 因为HTTP协议的无状态特性， 我必须加点小手段，才能完成会话管理。
我想出的办法就是给你们发一个会话标识(session id), 说白了就是一个随机的字符串，每一个人收到的都不同， 每次你们向我发起HTTP请求的时候，把这个字符串给一并捎过来， 这样我就能区分开谁是谁了。
六、沉重的负担
你们都很高兴， 但是我就不爽了。
每一个人只须要保存本身的session id，而我须要保存全部人的session id ！ 若是访问个人人多了， 就得由成千上万，甚至几十万个。
这对我来讲是一个巨大的开销 ， 严重的限制了个人扩展能力， 好比说我用两个机器组成了一个集群， 小F经过机器A登陆了系统， 那session id会保存在机器A上， 假设小F的下一次请求被转发到机器B怎么办？ 机器B可没有小F的 session id啊。
有时候我会采用一点小伎俩： session sticky ， 就是让小F的请求一直粘连在机器A上， 可是这也无论用， 要是机器A挂掉了， 还得转到机器B去。
那我只好作session 的复制了， 把session id 在两个机器之间搬来搬去， 快累死了。
后来有个叫Memcached的给我支了招： 把session id 集中存储到一个地方， 全部的机器都来访问这个地方的数据， 这样一来，就不用复制了， 可是增长了单点失败的可能性， 要是那个负责session 的机器挂了， 全部人都得从新登陆一遍， 估计得被人骂死。
我也尝试把这个单点的机器也搞出集群，增长可靠性， 但无论如何， 这小小的session 对我来讲是一个沉重的负担。
七、时间换空间：Token是个不错的方案
这几天的晚上我一直在思考， 我为何要保存这可恶的session呢， 只让每一个客户端去保存该多好？
但是若是我不保存这些session id , 我怎么验证客户端发给个人session id 的确是我生成的呢？ 若是我不去验证，我都不知道他们是否是合法登陆的用户， 那些不怀好意的家伙们就能够伪造session id , 随心所欲了。
嗯，对了，关键点就是验证 ！
好比说， 小F已经登陆了系统， 我给他发一个令牌(token)， 里边包含了小F的 user id， 下一次小F 再次经过Http 请求访问个人时候， 把这个token 经过Http header 带过来不就能够了。
不过这和session id没有本质区别啊， 任何人均可以能够伪造， 因此我得想点儿办法， 让别人伪造不了。
那就对数据作一个签名吧， 好比说我用HMAC-SHA256 算法，加上一个只有我才知道的密钥， 对数据作一个签名， 把这个签名和数据一块儿做为token ， 因为密钥别人不知道， 就没法伪造token了。
这个token 我不保存， 当小F把这个token 给我发过来的时候，我再用一样的HMAC-SHA256 算法和一样的密钥，对数据再计算一次签名， 和token 中的签名作个比较， 若是相同， 我就知道小F已经登陆过了，而且能够直接取到小F的user id , 若是不相同， 数据部分确定被人篡改过， 我就告诉发送者： 对不起，没有认证。
Token 中的数据是明文保存的（虽然我会用Base64作下编码， 但那不是加密）， 仍是能够被别人看到的， 因此我不能在其中保存像密码这样的敏感信息。
固然， 若是一我的的token 被别人偷走了， 那我也没办法， 我也会认为小偷就是合法用户， 这其实和一我的的session id 被别人偷走是同样的。
这样一来， 我就不保存session id 了， 我只是生成token , 而后验证token ， 我用个人CPU计算时间获取了个人session 存储空间 ！
解除了session id这个负担， 能够说是无事一身轻， 个人机器集群如今能够轻松地作水平扩展， 用户访问量增大， 直接加机器就行。这种无状态的感受实在是太好了！
附录：IM开发综合性文章
《移动端IM开发者必读(一)：通俗易懂，理解移动网络的“弱”和“慢”》
《移动端IM开发者必读(二)：史上最全移动弱网络优化方法总结》
《现代移动端网络短链接的优化手段总结：请求速度、弱网适应、安全保障》
《小白必读：闲话HTTP短链接中的Session和Token》
《IM开发基础知识补课：正确理解前置HTTP SSO单点登录接口的原理》
《IM消息送达保证机制实现(一)：保证在线实时消息的可靠投递》
《开源IM工程“蘑菇街TeamTalk”的现状：一场虎头蛇尾的开源秀》
《QQ音乐团队分享：Android中的图片压缩技术详解（上篇）》
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