从华为无线网络框架说Dispatch服务

不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。
大家好，我是闲鹤，公众号 xxh_zone，十多年开发、架构经验，先后在华为、迅雷服役过，也在高校从事教学3年；目前已创业了7年多，主要从事物联网/车联网相关领域和业务。
喜欢交友、骑行、写毛笔字、弹吉他、折腾硬件和写代码。

之前写了一篇《百万级物联网框架设计》里面有涉及到 Dispatch Server的设计，这个 server 的主要功能是起着均衡的作用，对 IOT 终端进行分发，让其分别连接到不同的 Session Server(One) 上，这个设计主要是借鉴了当年在华为和迅雷相关的开发经验。本篇，我们就来聊聊它的框架设计。

在华为的学习

10年9月进入华为，当时是在华为的无线-网管部，团队主要是负责华为无线终端-网管侧的开发：电信基站中的一些传感器采集温度、风度等信息，通过通讯模块（那时还是2G，现在都4G了）上报给网管侧（云端，那时“云”这个词还刚刚被“发明”出来），网管侧进行数据存储、分析、报警和可视化。那时团队划分的很细，每个模块为一个开发小组，大致的团队结构为：

1. 配置组（Java开发）：大致为UI（那时用的桌面软件，java开发）界面的一些数据展示配置、服务相关的配置，同时涉及到数据的的存储，是整个系统的存储和展示层。
2. 接入组/组网（C/C++开发）：负责终端设备的接入和维持通讯；当时的接入又分为：
   1. 网关接入：使用2G，走TCP网络，这是主要方式。
   2. 短信Modem接入：使用短信接入，通过收-发短信与终端设备进行通讯。
3. 测试和产品。当时他那个自动化测试-部署感觉很牛逼，好像是叫 ant。

大致框架如下图：


在华为的几年，就主要负责 Dispatch Server和 Msg Modem的开发。当时我记得工作了好几个月都不知道整个系统是干嘛的，给谁用的。只是到后面，接触多了，慢慢的对整个系统有一定的了解了。（如今14年过去了，还经常会梦到之前的那些同事，那是我走向社会的第一站，是我的第一任社会老师们。）

Dispatch Server 的践行

从18年创业接触到目前的这个项目（官网）就一直致力于维持、维护云平台的稳定、高并发、易扩展，于是就把华为的这套 Dispatch 借鉴到当前的项目中了。

起因

当时开发出 One(相关阅读) 后，终端设备全部通过 TCP 与 One 保持长链通信，终端是通过域名寻址到 One 的，如果一个 One 扛不住，可以横向启动多个 One 。但是这样通过域名的方式进行负载的话，会有这么几个问题：

1. 新加入的 One，域名不能得到及时的更新增加
2. 要删除的 One，域名不能得到及时的更新删除
3. 不能人为的设定 One 所要负载的终端数量，即，控制不了每个单体 One 的负载数量

于是，我就把之前在华为的那一套借鉴过来了，新建了一个 Dispatch服务，连这个名字也是与华为的保持一致。

解决问题

Dispatch Server 的引入，就是为了解决由域名负载所不能解决的问题：

1. 随时增加和删除 One，终端都能连接到合适的 One Server
2. 可人为的更改 One 负载的权重
3. 可以隐藏 One 的 ip 和 port，在一定程度上免受恶意攻击

实施

框架图：


这里的 Session Server即为 One
设备与 Dispatch Server 的数据交换格式：
请求协议格式：

标识位：1字节
终端类型: 1字节
终端厂家：1字节
设备编号长度：1字节
设备编号：BCD，长度由设备编号确定
响应协议格式：

Session IP：4字节
Session Port：2字节

结尾&导读

至此，Dispatch Server 的基本功能就介绍完了，当然在实际生产过程中，可根据自己实际的应用场景进行更改，可以做到 nginx 一样的负载均衡的效果（当然 nginx 的负载是在 http/https 层的，与物联网通信是在 tcp 层的，目前 nginx 好像还不支持）。之前用了阿里云的 SLB，他这个比起 nginx 功能更强大，可以对后端的 Server 进行 alive 判断和错误判断。如果自己简单实现的也是可以的，就是对每个 server 增加了类似心跳和返回错误率的判断。

相关阅读：

1. 百万级物联网框架设计
2. 高并发服务器之泄峰
3. T级数据存储方案的选型
4. Hadoop分布式集群操作系统环境配置
5. HBase之版本选择

不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。
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