第十九章 如何高效和业务系统交互

我们现在重新来讨论青龙流式系统信令服务和业务之间关系。

信令简介

信令：驱动系统运转。控制各个模块的前后调用关系;业务不同，逻辑不同，信令也会千差万别

我们假设在一对一通信的场景下：

要实现一对一通信，驱动系统的核心就是信令。信令控制着系统各个模块之间的前后调用关系，比如当收到用户成功加入房间后，系统需要立即将RTCPeerConnention对象创建好，以便向STUN/TURN服务器请求其外网的IP地址和端口；而当收到另一个用户加入房间的消息时，系统需要将自己的外网IP地址和端口交换给对方，从而建立起Socket连接； WebRTC使用信令服务器交换媒体信息和网络候选者信息，信令服务器承担着消息传输和交换的工作，WebRTC规定了信令服务器的实现方式：任何能够进行网络信息交换的技术都可以用来实现信令服务器，如HTTP、XMPP及WebSocket等

在这个场景下，用户如何加入房间，其实也是具体业务逻辑需要考虑的一部分，通常需要用户登录认证业务逻辑，只有经过用户认证的用户才能与业务系统交互。

参考上面的架构图，

我们可以认为信令服务是整体业务的一部分，它会与认证服务器，和具体业务服务如现在的场景里的房间服务互相交互的。在简单的系统里可以是一个单体服务方式部署，在复杂系统里，以分布式调用方式存在。

信令服务器主要作用

实现业务层管理
- 如用户创建房间，加入房间，退出房间等这些是业务逻辑功能。
- 确定何时初始化、关闭和修改通话会议，也可以进行错误报告

让通信双方彼此交换网络信息
- 最常见的是交换通信双方的IP地址和端口 - ICE Candidate，这也是webrtc架构中信令服务器最基础的的功能。
- 两个WebRTC之间会尽可能选择P2P进行传输，同一个局域网内直接通过P2P进行传输，不同局域网内需要使用P2P穿越后进行数据传输，P2P穿越成功后直接传输，失败后进行中转等 – 后续的候选人中进行解说

通信双方交换媒体信息
- 媒体信息用SDP来表示，这个SDP可以简单理解为：媒体类型的编码器是什么、是否支持该媒体类型和对应的编码器、编码方式是什么等。这也是webrtc架构中信令服务器最基础的的功能。

信令传输协议的选择

一般选择TCP或者基于TCP的HTTP/HTTPS、WS/WSS等协议作为信令服务器的传输协议；

原因一：TCP是可靠的传输协议，可以保证传输的数据可靠、有序到达
原因二：TCP上传输数据是流式的，不必担心传输的数据过大导致的拆包传输的问题

信令服务器的常见特点

实现或者调用相关的业务逻辑，如可以支持用户认证，同时支撑多个WebRTC通话环境，即多个房间，且房间之间互不影响
实时性好，不可有明显的延时
支持可靠的信令传输，发送者要知道明确的发送反馈，即使发送失败了
性能好、可拓展性要好，要兼顾后续的拓展功能如传输应用数据等

信令服务器的实现方案

信令服务器的作用不是很复杂，常规的就是传输几个简单的信令，而这些信令既可以使用TCP、HTTP/HTTPS传输，也可以使用WebSocket/WSS协议传输，因此可以通过Web服务器实现信令服务器(如Nginx、Node)

原生方案

使用原生C/C++、Java等语言从零开发一个信令服务器，这种方案的实现成本非常高

现成的技术

利用现成的Web服务器做应用开发，如以Apache、Nginx、NodeJS等为服务，在其上做应用开发是不错的选择

优势

一般信令系统都需要使用HTTP/HTTPS、WS/WSS等基于TCP的传输协议，而Apache、Ng inx、NodeJS等服务器显然在这方面有天然的优势
实时通信的信令服务器一般负荷不会很高，这个量级对于Node和Nginx来说，单台服务器就可以了，再者通过Nginx和Node实现起来也相对容易些，且稳定性也挺高

信令服务器的实现

如何创建一个HTTP服务
- 通过Node的HTTP/HTTPS库和express库进行实现

如何使用ws库
- 在Node中通过requier进行引入，然后利用ws的API进行交互实现如on方法接收消息，具体api请参开模块api。
- 也可以使用其他的websocket库实现，如socket.io

如何进行信令转发
- 需要根据收到的不同的信令，返回不同的结果
如何实现业务
- 可以在自身模块是实现，也可以调用其他业务模块

var express = require('express');
var app = express();
var http = require('http').Server(app);
//处理登录页面表单数据
app.post('/login',
    urlencodedParser,
    passport.authenticate('local', { failureRedirect: '/login' }),
    function(req, res){
      //这是一个简单的例子实现了登录，你可以在其他模块实现功能
       var redirectTo = req.session.redirectTo ? req.session.redirectTo : '/';
       delete req.session.redirectTo;
       console.log(`Redirecting to: '${redirectTo}'`);
       res.redirect(redirectTo);
    }
);

let WebSocket = require('ws');

var streamerHttpServer = require(config.UseHTTPS ? 'https' : 'http').Server(streamerServerOptions);
streamerHttpServer.listen(streamerPort);
let streamerServer = new WebSocket.Server({ server: streamerHttpServer, backlog: 1 });

console.logColor(logging.Green, `WebSocket listening to Streamer connections on :${streamerPort}`)
let streamer; // WebSocket connected to Streamer

streamerServer.on('connection', function (ws, req) {
    console.logColor(logging.Green, `Streamer connected: ${req.connection.remoteAddress}`);
    sendStreamerConnectedToMatchmaker();

    ws.on('message', function onStreamerMessage(msg) {
       console.logColor(logging.Blue, `<- Streamer: ${msg}`);

       try {
          msg = JSON.parse(msg);
       } catch(err) {
          console.error(`cannot parse Streamer message: ${msg}\nError: ${err}`);
          streamer.close(1008, 'Cannot parse');
          return;
       }

       try {
          if (msg.type == 'ping') {
             streamer.send(JSON.stringify({ type: "pong", time: msg.time}));
             return;
          }

          let playerId = msg.playerId;
          delete msg.playerId; // no need to send it to the player

          // Convert incoming playerId to a string if it is an integer, if needed. (We support receiving it as an int or string).
          // ........
          if (!player) {
             console.log(`dropped message ${msg.type} as the player ${playerId} is not found`);
             return;
          }

          if (msg.type == 'answer') {
             player.ws.send(JSON.stringify(msg));
          } else if (msg.type == 'iceCandidate') {
             player.ws.send(JSON.stringify(msg));
          } else if (msg.type == 'disconnectPlayer') {
             player.ws.close(1011 /* internal error */, msg.reason);
          } else {
             console.error(`unsupported Streamer message type: ${msg.type}`);
             streamer.close(1008, 'Unsupported message type');
          }
       } catch(err) {
          console.error(`ERROR: ws.on message error: ${err.message}`);
       }
    });

    function onStreamerDisconnected() {
       sendStreamerDisconnectedToMatchmaker();
       disconnectAllPlayers();
    }

    ws.on('close', function(code, reason) {
       try {
          console.error(`streamer disconnected: ${code} - ${reason}`);
          onStreamerDisconnected();
       } catch(err) {
          console.error(`ERROR: ws.on close error: ${err.message}`);
       }
    });

    ws.on('error', function(error) {
       try {
          console.error(`streamer connection error: ${error}`);
          ws.close(1006 /* abnormal closure */, error);
          onStreamerDisconnected();
       } catch(err) {
          console.error(`ERROR: ws.on error: ${err.message}`);
       }
    });

    streamer = ws;

    streamer.send(JSON.stringify(clientConfig));
});

总结

在具体场景中，比如视频会议，远程桌面场景中的业务功能的实现都是我们说的业务服务器。信令服务器是青龙流式系统架构中一个组成模块，要实现青龙流式系统架构就要有这个组成模块。信令服务器是同时也是业务服务器的组成部分。如果我们不使用青龙流式系统架构来实现上述业务场景，我们的业务实现里就可以没有信令服务器，而去使用其他的流式服务器

RA/SD 衍生者AI训练营。发布者：chris，转载请注明出处：https://www.shxcj.com/archives/6550

第十九章如何高效和业务系统交互