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WebSocket+SLB（負載均衡）會話保持解決重連問題

寫在最前面：由于現在游戲基本上采用全球大區的模式，全球玩家在同一個大區進行游戲，傳統的單服模式已經不能夠滿足當前的服務需求，所以現在游戲服務器都在往微服務架構發展。當前我們游戲也是利用微服務架構來實現全球玩家同服游戲。

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玩家每次斷線（包括切換網絡/超時斷線）后應該會重新連接服務器，重連成功的話可以繼續當前情景繼續游戲，但是之前寫的底層重連機制一直不能生效，導致每次玩家斷線后重連都失敗，要從賬號登陸開始重新登陸，該文章寫在已經定位了重連問題是由SLB引起后，提出的解決方案。

每次重連后，客戶端向SLB發送建立連接，SLB都會重新分配一個網關節點，導致客戶端連接到其他網關，重連失敗。

會話保持的作用是什么？

開啟SLB會話保持功能后，SLB會記錄客戶端的IP地址，在一定時間內，自動將同一個IP的連接轉發到上次連接的網關。

在網絡不穩定的情況下，游戲容易心跳或者發包超時，開啟會話保持，能解決大部分情況下的重連問題。

但是在切換網絡的時候，手機網絡從Wifi切換成4G，自身IP會變，這時候連接必定和服務器斷開，需要重新建立連接。由于IP已經變化，SLB不能識別到是同一個客戶端發出的請求，會將連接轉發到其他網關節點。所以使用TCP連接的情況下，SLB開啟會話保持并不能解決所有的重連問題。

另外某些時刻，手機頻繁開啟和斷開WI-FI，有時候可能不會斷開網絡，這并不是因為4G切換WI-FI時網絡沒斷開，從4G切換到Wi-Fi網絡，因為IP變了，服務器不能識別到新的IP，連接肯定是斷開的。這時候網絡沒斷開，主要是因為現在智能手機會對4G和Wi-Fi網絡做個權重判斷，當Wi-Fi網絡頻繁打開關閉時，手機會判斷Wi-Fi網絡不穩定，所有流量都走4G。所以網絡沒斷開是因為一直使用4G連接，才沒有斷開。想要驗證，只需要切換Wi-Fi時，把4G網絡關閉，這樣流量就必定走Wi-Fi。

上面說過，四層的TCP協議主要是基于IP來實現會話保持。但是切換網絡的時候客戶端的IP會變。所以要解決切換網絡時的重連問題，只有兩個方法：1. 當客戶端成功連接網關節點后，記錄下網關節點的IP，下次重連后不經過SLB，直接向網關節點發送連接請求。2.使用 SLB的七層（HTTP）轉發服務。

當客戶端經過SLB將連接轉發到網關時，二次握手驗證成功后向客戶端發送自己節點的IP，這樣客戶端下次連接的時候就能直接連接網關節點。但是這樣會暴露網關的IP地址，為安全留下隱患。

如果不希望暴露網關的IP地址，就需要增加一層代理層，SLB將客戶端請求轉發到代理層，代理層再根據客戶端帶有的key，轉發到正確的網關節點上。增加一層代理層，不僅會增加請求的響應時間，還會增加整體框架的復雜度。

阿里云的七層SLB會話保持服務，主要是基于cookie的會話保持。客戶端在往服務器發送HTTP請求后，服務器會返回客戶端一個Response，SLB會在這時候，將經過的Response插入或者重寫cookie。客戶端獲取到這個cookie，下次請求時會帶上cookie，SLB判斷Request的Headers里面有cookie，就將連接轉發到之前的網關節點。

HTTP是短鏈接，我們游戲是長連接，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WebSocket的支持

查看阿里云SLB文檔對WS的支持，說明SLB是支持WS協議的，并且SLB對于WS無需配置，只需要選用HTTP監聽時，就能夠轉發WS協議。說明WS協議在SLB這邊看來就是一個HTTP，這樣WS走的也是七層的轉發服務。只要SLB能夠正常識別WS握手協議里Request的cookie和正常識別服務器返回的Response并且往里面插入cookie，就可以利用會話保持解決重連問題。

Go語言實現WS服務器有兩種方法，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協議來實現，由于WS協議一樣是基于TCP協議之上，完全可以通過監聽TCP端口來實現。

客戶端發送Request消息

服務器返回Response消息

其中服務器返回的Sec-WebSocket-Accept字段，主要是用于客戶端需要驗證服務器是否支持WS。RFC6455文檔中規定，在WebSocket通信協議中服務端為了證實已經接收了握手，它需要把兩部分的數據合并成一個響應。一部分信息來自客戶端握手的Sec-WebSocket-Keyt頭字段：Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==。對于這個字段，服務端必須得到這個值（頭字段中經過base64編碼的值減去前后的空格）并與GUID"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"組合成一個字符串，這個字符串對于不懂WebSocket協議的網絡終端來說是不能使用的。這個組合經過SHA-1掩碼，base64編碼后在服務端的握手中返回。如果這個Sec-WebSocket-Accept計算錯誤瀏覽器會提示：Sec-WebSocket-Accept dismatch

如果返回成功，Websocket就會回調onopen事件

游戲服務器的使用的TCP協議，是在協議的包頭使用4Byte來聲明本協議長度，然后將協議一次性發送。但是在WS協議是通過Frame形式發送的，會將一條消息分為幾個frame，按照先后順序傳輸出去。這樣做會有幾個好處：

websocket的協議格式：

參數說明如下：

阿里云的SLB開啟HTTP監聽后，會檢查過往的Request和Response請求，收到服務器返回的Response后，會往Response插入一個Cookie

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

客戶端斷開連接后，下次發送請求需要往Headers插入Cookie字段

分別在阿里云的兩臺ECS實例上部署WS服務器，打開8000端口，開啟一個SLB服務，SLB服務選擇HTTP方式監聽，并且打開會話保持功能，Cookie處理方式選擇植入Cookie。Demo服務器沒有做HTTP健康監聽的處理，健康檢查這塊可以先關掉。

在兩臺ECS上啟動WS服務器，然后本地運行客戶端，分別測試兩臺服務器是否能正常連接，測試完畢后，測試SLB能否正常工作。服務器和SLB都正常的情況下，運行客戶端，客戶端會得到以下結果

收到的三次Cookie都相同，說明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，說明三次都是同一個ECS上的服務器響應。

至此，驗證成功。

Websocket+SLB會話保持能夠解決超時重連和切換網絡時重連的問題。

參考：

阿里云會話保持

解答Wi-Fi與4G網絡切換的困惑

WebSocket的實現原理

阿里云SLB對WebSocket的支持

HTTP Headers和Cookie

go語言簡體中文編碼包怎么用

二進制包安裝的話：如果安裝在了默認位置例如/usr/local/go (Windows系統：c:\Go)這個時候可以不需要設置GOROOT，如果改變了安裝的這個默認目錄，那么就需要設置GOROOT

GOROOT的概念有點Go安裝目錄的意思

GOPATH是一個開發環境目錄的意思，下面必須包含bin、pkg、src，然后再src下面新建項目就可以了

你在沒有設置GOPATH的情況下，也可以把項目建在GOROOT/src下面，其實和GOPATH的概念類似

請教，golang中的hmac驗證應該怎樣寫

package main

import (

"crypto/hmac"

"crypto/sha1"

"fmt"

"io"

)

func main() {

//sha1

h := sha1.New()

io.WriteString(h, "aaaaaa")

fmt.Printf("%x\n", h.Sum(nil))

//hmac ,use sha1

key := []byte("123456")

mac := hmac.New(sha1.New, key)

mac.Write([]byte("aaaaaa"))

fmt.Printf("%x\n", mac.Sum(nil))

}

網頁標題：go語言sha1編碼 go語言代碼規范
文章網址：http://m.kartarina.com/article22/dogesjc.html

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