物联网设备网关技术架构设计TCP Gateway

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介绍

物联网设备网关技术架构设计(Session管理、心跳管理、数据上行、数据下行)


说明

NioEventLoop是Netty的Reactor线程,其角色:

BossGroup:作为服务端Acceptor线程,用于accept客户端链接,并转发给WorkerGroup中的线程。

WorkerGroup:作为IO线程,负责IO的读写,从SocketChannel中读取报文或向SocketChannel写入报文。

TaskQueue/DelayTaskQueue:作为定时任务线程,执行定时任务,例如链路空闲检测和发送心跳消息等。

概要说明

TcpServer:提供TCP连接服务

TcpSessionManager:你可以添加监听事件,用于监听TCP会话创建、销毁等

LogSessionListener:一个日志监听器,它和tcpSessionManager关联,监听器必须事先SessionListener

TcpSer:TCP发送者,用户向客户端发送消息通知、实现下行逻辑

ServerConfig:TCP的配置管理类

TcpConnector:TCP容器,用于管理服务和客户端的连接

NotifyProxy:发送通知到代理类

.TCP网关的网络结构

基于Netty构建TCP网关的长连接容器,作为网关接入层提供服务API请求调用。

客户端通过域名+端口访问TCP网关,域名不同的运营商对应不同的VIP,VIP发布在LVS上,LVS将请求转发给后端的HAProxy,再由HAProxy把请求转发给后端的Netty的IP+Port。

TCP网关执行时序图

其中步骤一至步骤九是指Netty服务端的创建时序,步骤十至步骤十三是TCP网关容器创建的时序。

步骤一:创建ServerBootstrap实例,ServerBootstrap是Netty服务端的启动辅助类。

步骤二:设置并绑定Reactor线程池,EventLoopGroup是Netty的Reactor线程池,EventLoop负责所有注册到本线程的Channel。

步骤三:设置并绑定服务器Channel,NettyServer需要创建NioServerSocketChannel对象。

步骤四:TCP链接建立时创建ChannelPipeline,ChannelPipeline本质上是一个负责任的执行ChannelHandler的职责链。

步骤五:添加并设置ChannelHandler,ChannelHandler串行的加入ChannelPipeline中。

步骤六:绑定监听端口并启动服务端,将NioServerSocketChannel注册到Selector上。

步骤七:Selector轮训,由EventLoop负责调度和执行Selector轮询操作。

步骤八:执行网络请求事件通知,轮询准备就绪的Channel,由EventLoop执行ChannelPipeline。

步骤九:执行Netty系统和业务ChannelHandler,依次调度并执行ChannelPipeline的ChannelHandler。

步骤十:通过Proxy代理调用后端服务,ChannelRead事件过后,通过发射调度后端Service。

步骤十一:创建Session,Session与Connection是相互依赖的关系。

步骤十二:创建Connection,Connection保存ChannelHandlerContext。

步骤十三:添加SessionListener,SessionListener监听SessionCreate和SessionDestory等事件。

程序运行案例步骤

1.配置本地Host

Window地址//C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

添加127.0.0.1

2.启动Server

位置:

2.启动Client

位置:

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发布于 2024-11-23
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