WebSocket+SLB（負(fù)載均衡）會(huì)話保持解決重連問(wèn)題

寫(xiě)在最前面：由于現(xiàn)在游戲基本上采用全球大區(qū)的模式，全球玩家在同一個(gè)大區(qū)進(jìn)行游戲，傳統(tǒng)的單服模式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前的服務(wù)需求，所以現(xiàn)在游戲服務(wù)器都在往微服務(wù)架構(gòu)發(fā)展。當(dāng)前我們游戲也是利用微服務(wù)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)全球玩家同服游戲。

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玩家每次斷線（包括切換網(wǎng)絡(luò)/超時(shí)斷線）后應(yīng)該會(huì)重新連接服務(wù)器，重連成功的話可以繼續(xù)當(dāng)前情景繼續(xù)游戲，但是之前寫(xiě)的底層重連機(jī)制一直不能生效，導(dǎo)致每次玩家斷線后重連都失敗，要從賬號(hào)登陸開(kāi)始重新登陸，該文章寫(xiě)在已經(jīng)定位了重連問(wèn)題是由SLB引起后，提出的解決方案。

每次重連后，客戶端向SLB發(fā)送建立連接，SLB都會(huì)重新分配一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致客戶端連接到其他網(wǎng)關(guān)，重連失敗。

會(huì)話保持的作用是什么？

開(kāi)啟SLB會(huì)話保持功能后，SLB會(huì)記錄客戶端的IP地址，在一定時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)將同一個(gè)IP的連接轉(zhuǎn)發(fā)到上次連接的網(wǎng)關(guān)。

在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況下，游戲容易心跳或者發(fā)包超時(shí)，開(kāi)啟會(huì)話保持，能解決大部分情況下的重連問(wèn)題。

但是在切換網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，手機(jī)網(wǎng)絡(luò)從Wifi切換成4G，自身IP會(huì)變，這時(shí)候連接必定和服務(wù)器斷開(kāi)，需要重新建立連接。由于IP已經(jīng)變化，SLB不能識(shí)別到是同一個(gè)客戶端發(fā)出的請(qǐng)求，會(huì)將連接轉(zhuǎn)發(fā)到其他網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。所以使用TCP連接的情況下，SLB開(kāi)啟會(huì)話保持并不能解決所有的重連問(wèn)題。

另外某些時(shí)刻，手機(jī)頻繁開(kāi)啟和斷開(kāi)WI-FI，有時(shí)候可能不會(huì)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，這并不是因?yàn)?G切換WI-FI時(shí)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)斷開(kāi)，從4G切換到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)镮P變了，服務(wù)器不能識(shí)別到新的IP，連接肯定是斷開(kāi)的。這時(shí)候網(wǎng)絡(luò)沒(méi)斷開(kāi)，主要是因?yàn)楝F(xiàn)在智能手機(jī)會(huì)對(duì)4G和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)做個(gè)權(quán)重判斷，當(dāng)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)頻繁打開(kāi)關(guān)閉時(shí)，手機(jī)會(huì)判斷Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，所有流量都走4G。所以網(wǎng)絡(luò)沒(méi)斷開(kāi)是因?yàn)橐恢笔褂?G連接，才沒(méi)有斷開(kāi)。想要驗(yàn)證，只需要切換Wi-Fi時(shí)，把4G網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉，這樣流量就必定走Wi-Fi。

上面說(shuō)過(guò)，四層的TCP協(xié)議主要是基于IP來(lái)實(shí)現(xiàn)會(huì)話保持。但是切換網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候客戶端的IP會(huì)變。所以要解決切換網(wǎng)絡(luò)時(shí)的重連問(wèn)題，只有兩個(gè)方法：1. 當(dāng)客戶端成功連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)后，記錄下網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的IP，下次重連后不經(jīng)過(guò)SLB，直接向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送連接請(qǐng)求。2.使用 SLB的七層（HTTP）轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

當(dāng)客戶端經(jīng)過(guò)SLB將連接轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)時(shí)，二次握手驗(yàn)證成功后向客戶端發(fā)送自己節(jié)點(diǎn)的IP，這樣客戶端下次連接的時(shí)候就能直接連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。但是這樣會(huì)暴露網(wǎng)關(guān)的IP地址，為安全留下隱患。

如果不希望暴露網(wǎng)關(guān)的IP地址，就需要增加一層代理層，SLB將客戶端請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到代理層，代理層再根據(jù)客戶端帶有的key，轉(zhuǎn)發(fā)到正確的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上。增加一層代理層，不僅會(huì)增加請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間，還會(huì)增加整體框架的復(fù)雜度。

阿里云的七層SLB會(huì)話保持服務(wù)，主要是基于cookie的會(huì)話保持。客戶端在往服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求后，服務(wù)器會(huì)返回客戶端一個(gè)Response，SLB會(huì)在這時(shí)候，將經(jīng)過(guò)的Response插入或者重寫(xiě)cookie?？蛻舳双@取到這個(gè)cookie，下次請(qǐng)求時(shí)會(huì)帶上cookie，SLB判斷Request的Headers里面有cookie，就將連接轉(zhuǎn)發(fā)到之前的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

HTTP是短鏈接，我們游戲是長(zhǎng)連接，所以用HTTP肯定不合適。但是可以考慮基于HTTP的WebSocket。

什么是WebSocket？

WSS（Web Socket Secure）是WebSocket的加密版本。

SLB對(duì)WebSocket的支持

查看阿里云SLB文檔對(duì)WS的支持，說(shuō)明SLB是支持WS協(xié)議的，并且SLB對(duì)于WS無(wú)需配置，只需要選用HTTP監(jiān)聽(tīng)時(shí)，就能夠轉(zhuǎn)發(fā)WS協(xié)議。說(shuō)明WS協(xié)議在SLB這邊看來(lái)就是一個(gè)HTTP，這樣WS走的也是七層的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。只要SLB能夠正常識(shí)別WS握手協(xié)議里Request的cookie和正常識(shí)別服務(wù)器返回的Response并且往里面插入cookie，就可以利用會(huì)話保持解決重連問(wèn)題。

Go語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)WS服務(wù)器有兩種方法，一種是利用golang.org/x/net下的websocket包，另外一種方法就是自己解讀Websocket協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于WS協(xié)議一樣是基于TCP協(xié)議之上，完全可以通過(guò)監(jiān)聽(tīng)TCP端口來(lái)實(shí)現(xiàn)。

客戶端發(fā)送Request消息

服務(wù)器返回Response消息

其中服務(wù)器返回的Sec-WebSocket-Accept字段，主要是用于客戶端需要驗(yàn)證服務(wù)器是否支持WS。RFC6455文檔中規(guī)定，在WebSocket通信協(xié)議中服務(wù)端為了證實(shí)已經(jīng)接收了握手，它需要把兩部分的數(shù)據(jù)合并成一個(gè)響應(yīng)。一部分信息來(lái)自客戶端握手的Sec-WebSocket-Keyt頭字段：Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==。對(duì)于這個(gè)字段，服務(wù)端必須得到這個(gè)值（頭字段中經(jīng)過(guò)base64編碼的值減去前后的空格）并與GUID"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"組合成一個(gè)字符串，這個(gè)字符串對(duì)于不懂WebSocket協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)終端來(lái)說(shuō)是不能使用的。這個(gè)組合經(jīng)過(guò)SHA-1掩碼，base64編碼后在服務(wù)端的握手中返回。如果這個(gè)Sec-WebSocket-Accept計(jì)算錯(cuò)誤瀏覽器會(huì)提示：Sec-WebSocket-Accept dismatch

如果返回成功，Websocket就會(huì)回調(diào)onopen事件

游戲服務(wù)器的使用的TCP協(xié)議，是在協(xié)議的包頭使用4Byte來(lái)聲明本協(xié)議長(zhǎng)度，然后將協(xié)議一次性發(fā)送。但是在WS協(xié)議是通過(guò)Frame形式發(fā)送的，會(huì)將一條消息分為幾個(gè)frame，按照先后順序傳輸出去。這樣做會(huì)有幾個(gè)好處：

websocket的協(xié)議格式：

參數(shù)說(shuō)明如下：

阿里云的SLB開(kāi)啟HTTP監(jiān)聽(tīng)后，會(huì)檢查過(guò)往的Request和Response請(qǐng)求，收到服務(wù)器返回的Response后，會(huì)往Response插入一個(gè)Cookie

客戶端收到服務(wù)器的Response后，可以在Header中查到有個(gè)“Set-Cookie”字段，里面是SLB插入的Cookie值

客戶端斷開(kāi)連接后，下次發(fā)送請(qǐng)求需要往Headers插入Cookie字段

分別在阿里云的兩臺(tái)ECS實(shí)例上部署WS服務(wù)器，打開(kāi)8000端口，開(kāi)啟一個(gè)SLB服務(wù)，SLB服務(wù)選擇HTTP方式監(jiān)聽(tīng)，并且打開(kāi)會(huì)話保持功能，Cookie處理方式選擇植入Cookie。Demo服務(wù)器沒(méi)有做HTTP健康監(jiān)聽(tīng)的處理，健康檢查這塊可以先關(guān)掉。

在兩臺(tái)ECS上啟動(dòng)WS服務(wù)器，然后本地運(yùn)行客戶端，分別測(cè)試兩臺(tái)服務(wù)器是否能正常連接，測(cè)試完畢后，測(cè)試SLB能否正常工作。服務(wù)器和SLB都正常的情況下，運(yùn)行客戶端，客戶端會(huì)得到以下結(jié)果

收到的三次Cookie都相同，說(shuō)明Cookie是有正常植入工作的，并且三次都被SLB正確抓取了。

收到的三次serverId也都是同樣的值，說(shuō)明三次都是同一個(gè)ECS上的服務(wù)器響應(yīng)。

至此，驗(yàn)證成功。

Websocket+SLB會(huì)話保持能夠解決超時(shí)重連和切換網(wǎng)絡(luò)時(shí)重連的問(wèn)題。

參考：

阿里云會(huì)話保持

解答Wi-Fi與4G網(wǎng)絡(luò)切換的困惑

WebSocket的實(shí)現(xiàn)原理

阿里云SLB對(duì)WebSocket的支持

HTTP Headers和Cookie

Go語(yǔ)言是做什么的

應(yīng)用于搭建 Web 服務(wù)器，存儲(chǔ)集群或類似用途的巨型中央服務(wù)器的系統(tǒng)編程語(yǔ)言。

Go 是谷歌的編程語(yǔ)言，而不是社區(qū)的。在這位博主看來(lái)，雖然 Go 語(yǔ)言擁有一個(gè)貢獻(xiàn)者社區(qū)，但是它并不是社區(qū)的項(xiàng)目，只是谷歌的一個(gè)項(xiàng)目。所以只要是谷歌反對(duì)的東西，沒(méi)有人可以把這個(gè)東西加到 Go 語(yǔ)言中。

InfoQ 記者也第一時(shí)間聯(lián)系了《Go 并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》作者、前輕松籌大數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)人郝林，他的觀點(diǎn)是：Go 語(yǔ)言是大家的，只有偽愛(ài)好者才會(huì)談舍棄。在郝林看來(lái)，Go 語(yǔ)言官方團(tuán)隊(duì)在谷歌內(nèi)部實(shí)屬一個(gè)很小的團(tuán)隊(duì)，但其成員幾乎個(gè)個(gè)都是技術(shù)大神。

很多社區(qū)成員為 Go 語(yǔ)言貢獻(xiàn)了很多重要并且有價(jià)值的東西，這些從貢獻(xiàn)者和提交者的多樣性就可以看出來(lái)。但谷歌作為整個(gè) Go 社區(qū)的守門(mén)人，它獨(dú)自決定什么東西可以被 Go 語(yǔ)言接受，什么不能被接受。

在 Go 語(yǔ)言模塊系統(tǒng)上發(fā)生的一件事情，谷歌 Go 語(yǔ)言核心團(tuán)隊(duì)的一名成員放棄了由外部 Go 社區(qū)開(kāi)發(fā)的一個(gè)模塊系統(tǒng)，因?yàn)樗褂昧肆硪环N不同的模型。Go 語(yǔ)言擁有一個(gè)貢獻(xiàn)者社區(qū)，但是它并不是一個(gè)社區(qū)項(xiàng)目。