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            隨筆-159  評論-223  文章-30  trackbacks-0
            描述
               在P2P應用系統中,當需要與處于不同私網的對方可靠通信時,先嘗試TCP打洞穿透,若穿透失敗,再通過處于公網上的代理服務器(下文簡稱proxy)轉發與對方通信,如下圖所示  
               終端A先連接并發消息msg1到proxy(連接為c1);proxy再發消息msg2給P2P服務器,P2P服務器收到消息后通過已有的連接發消息msg3給終端B,B收到msg3后,連接并發消息msg4到proxy(連接為c2)。這4個消息格式由應用層協議決定,但必須遵守的規范如下:
                msg1至少包含B的設備ID。
                msg2至少包含B的設備ID和c1的連接ID。
                msg3至少包含c1的連接ID和連接代理指示。
                msg4至少包含B的設備ID和c1的連接ID。
               proxy為多線程架構,當接受到若干連接時,如果數據相互轉發的兩個連接(比如上圖中的c1和c2)不在同一線程,由于一個連接寫數據到另一連接的發送隊列,而另一連接從發送隊列讀數據以發送,那么就要對另一連接的發送隊列(或緩沖區)加鎖,這樣一來由于頻繁的網絡IO而頻繁地加解鎖,降低了轉發效率,因此為了解決這一問題,就需要調度TCP連接到同一線程。


            特點
               本方法能將數據轉發的兩邊連接放在同一線程,從而避免了數據轉發時的加鎖,由于是一對一的連接匹配,因此也做到了每個線程中連接數的均衡。


            實現
               工作原理
                  proxy的主線程負責綁定知名端口并監聽連接,工作線程負責數據轉發。當接受到一個連接時,按輪轉法調度它到某個工作線程,在那個線程內接收分析應用層協議數據,以識別連接類型,即判斷連接是來自數據請求方還是數據響應方,為統一描述,這里把前者特稱為客戶連接,后者為服務連接,連接所在的線程為宿主線程。如果是客戶連接,那么先通知P2P服務器請求對應的客戶端來連接代理,并等待匹配;如果是服務連接,那么就去匹配客戶連接,在匹配過程中,如果服務連接和客戶連接不在同一線程內,那么就會調度到客戶連接的宿主線程,匹配成功后,就開始轉發數據。
                  為了加快查找,分2個hash表存放連接,客戶連接放在客戶連接hash表中,以連接ID為鍵值;服務連接放在服務連接hash表中,以設備ID為鍵值。

               TCP連接調度
                  包括新連接的輪轉、識別連接類型、匹配客戶連接1、匹配客戶連接2和關閉連接共5個流程,如下一一所述。
                  新連接的輪轉
                     該流程工作在主線程,如下圖所示
                  索引i初始為0,對于新來的連接,由于還不明確連接類型,所以先放入客戶連接表中。

                  識別連接類型
                     該流程工作在工作線程,當接受到一個連接時開始執行,如下圖所示
                  當連接類型為服務連接時,從客戶連接表轉移到服務連接表。

                  匹配客戶連接1
                     該流程工作在工作線程,當接受到一個服務連接時開始執行,如下圖所示

                  匹配客戶連接2
                     該流程工作在工作線程,當服務連接移到客戶連接的宿主線程時開始執行,如下圖所示
                  這里的流程和匹配客戶連接流程1有些類似,看起來好像做了重復的判斷操作,但這是必要的,因為在服務連接轉移到另一線程這個瞬間內,客戶連接有可能斷開了,也有可能斷開后又來了一個相同連接ID的其它客戶連接,所以要重新去客戶連接表查找一次,然后進行4個分支判斷。 
               
                  關閉連接
                     該流程工作在工作線程內,當連接斷開或空閑時執行。當一邊讀數據出錯時,不能馬上關閉另一邊連接,得在另一邊緩沖區數據發送完后才能關閉;當一邊連接寫數據出錯時,可以馬上關閉另一邊連接,如下圖所示
            posted on 2016-07-12 16:59 春秋十二月 閱讀(1807) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Network
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