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WebSocket+SLB（负载均衡）会话保持解决重连问题

写在最前面：由于现在游戏基本上采用全球大区的模式go语言连接阿里云物联网，全球玩家在同一个大区进行游戏go语言连接阿里云物联网，传统的单服模式已经不能够满足当前的服务需求，所以现在游戏服务器都在往微服务架构发展。当前go语言连接阿里云物联网我们游戏也是利用微服务架构来实现全球玩家同服游戏。

玩家每次断线（包括切换网络/超时断线）后应该会重新连接服务器，重连成功的话可以继续当前情景继续游戏，但是之前写的底层重连机制一直不能生效，导致每次玩家断线后重连都失败，要从账号登陆开始重新登陆，该文章写在已经定位了重连问题是由SLB引起后，提出的解决方案。

每次重连后，客户端向SLB发送建立连接，SLB都会重新分配一个网关节点，导致客户端连接到其他网关，重连失败。

会话保持的作用是什么go语言连接阿里云物联网？

开启SLB会话保持功能后，SLB会记录客户端的IP地址，在一定时间内，自动将同一个IP的连接转发到上次连接的网关。

在网络不稳定的情况下，游戏容易心跳或者发包超时，开启会话保持，能解决大部分情况下的重连问题。

但是在切换网络的时候，手机网络从Wifi切换成4G，自身IP会变，这时候连接必定和服务器断开，需要重新建立连接。由于IP已经变化，SLB不能识别到是同一个客户端发出的请求，会将连接转发到其他网关节点。所以使用TCP连接的情况下，SLB开启会话保持并不能解决所有的重连问题。

另外某些时刻，手机频繁开启和断开WI-FI，有时候可能不会断开网络，这并不是因为4G切换WI-FI时网络没断开，从4G切换到Wi-Fi网络，因为IP变了，服务器不能识别到新的IP，连接肯定是断开的。这时候网络没断开，主要是因为现在智能手机会对4G和Wi-Fi网络做个权重判断，当Wi-Fi网络频繁打开关闭时，手机会判断Wi-Fi网络不稳定，所有流量都走4G。所以网络没断开是因为一直使用4G连接，才没有断开。想要验证，只需要切换Wi-Fi时，把4G网络关闭，这样流量就必定走Wi-Fi。

上面说过，四层的TCP协议主要是基于IP来实现会话保持。但是切换网络的时候客户端的IP会变。所以要解决切换网络时的重连问题，只有两个方法：1. 当客户端成功连接网关节点后，记录下网关节点的IP，下次重连后不经过SLB，直接向网关节点发送连接请求。2.使用 SLB的七层（HTTP）转发服务。

当客户端经过SLB将连接转发到网关时，二次握手验证成功后向客户端发送自己节点的IP，这样客户端下次连接的时候就能直接连接网关节点。但是这样会暴露网关的IP地址，为安全留下隐患。

如果不希望暴露网关的IP地址，就需要增加一层代理层，SLB将客户端请求转发到代理层，代理层再根据客户端带有的key，转发到正确的网关节点上。增加一层代理层，不仅会增加请求的响应时间，还会增加整体框架的复杂度。

阿里云的七层SLB会话保持服务，主要是基于cookie的会话保持。客户端在往服务器发送HTTP请求后，服务器会返回客户端一个Response，SLB会在这时候，将经过的Response插入或者重写cookie。客户端获取到这个cookie，下次请求时会带上cookie，SLB判断Request的Headers里面有cookie，就将连接转发到之前的网关节点。

HTTP是短链接，我们游戏是长连接，所以用HTTP肯定不合适。但是可以考虑基于HTTP的WebSocket。

什么是WebSocket？

WSS（Web Socket Secure）是WebSocket的加密版本。

SLB对WebSocket的支持

查看阿里云SLB文档对WS的支持，说明SLB是支持WS协议的，并且SLB对于WS无需配置，只需要选用HTTP监听时，就能够转发WS协议。说明WS协议在SLB这边看来就是一个HTTP，这样WS走的也是七层的转发服务。只要SLB能够正常识别WS握手协议里Request的cookie和正常识别服务器返回的Response并且往里面插入cookie，就可以利用会话保持解决重连问题。

Go语言实现WS服务器有两种方法，一种是利用golang.org/x/net下的websocket包，另外一种方法就是自己解读Websocket协议来实现，由于WS协议一样是基于TCP协议之上，完全可以通过监听TCP端口来实现。

客户端发送Request消息

服务器返回Response消息

其中服务器返回的Sec-WebSocket-Accept字段，主要是用于客户端需要验证服务器是否支持WS。RFC6455文档中规定，在WebSocket通信协议中服务端为了证实已经接收了握手，它需要把两部分的数据合并成一个响应。一部分信息来自客户端握手的Sec-WebSocket-Keyt头字段：Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==。对于这个字段，服务端必须得到这个值（头字段中经过base64编码的值减去前后的空格）并与GUID"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"组合成一个字符串，这个字符串对于不懂WebSocket协议的网络终端来说是不能使用的。这个组合经过SHA-1掩码，base64编码后在服务端的握手中返回。如果这个Sec-WebSocket-Accept计算错误浏览器会提示：Sec-WebSocket-Accept dismatch

如果返回成功，Websocket就会回调onopen事件

游戏服务器的使用的TCP协议，是在协议的包头使用4Byte来声明本协议长度，然后将协议一次性发送。但是在WS协议是通过Frame形式发送的，会将一条消息分为几个frame，按照先后顺序传输出去。这样做会有几个好处：

websocket的协议格式：

参数说明如下：

阿里云的SLB开启HTTP监听后，会检查过往的Request和Response请求，收到服务器返回的Response后，会往Response插入一个Cookie

客户端收到服务器的Response后，可以在Header中查到有个“Set-Cookie”字段，里面是SLB插入的Cookie值

客户端断开连接后，下次发送请求需要往Headers插入Cookie字段

分别在阿里云的两台ECS实例上部署WS服务器，打开8000端口，开启一个SLB服务，SLB服务选择HTTP方式监听，并且打开会话保持功能，Cookie处理方式选择植入Cookie。Demo服务器没有做HTTP健康监听的处理，健康检查这块可以先关掉。

在两台ECS上启动WS服务器，然后本地运行客户端，分别测试两台服务器是否能正常连接，测试完毕后，测试SLB能否正常工作。服务器和SLB都正常的情况下，运行客户端，客户端会得到以下结果

收到的三次Cookie都相同，说明Cookie是有正常植入工作的，并且三次都被SLB正确抓取了。

收到的三次serverId也都是同样的值，说明三次都是同一个ECS上的服务器响应。

至此，验证成功。

Websocket+SLB会话保持能够解决超时重连和切换网络时重连的问题。

参考：

阿里云会话保持

解答Wi-Fi与4G网络切换的困惑

WebSocket的实现原理

阿里云SLB对WebSocket的支持

HTTP Headers和Cookie

相关问答

Q1: 如何使用 NB-Iot + Arduino 通过MQTT协议上传数据至阿里云平台？

有很多通信模块只有TCP功能，没有MQTT功能，比如WIFI，W5500等模块，还有一些NBIOT模块，但是又想连接阿里云物联网平台，官方提供了操作系统，需要自己移植，很麻烦，比较难看得懂。就在想有没有一些简单一定的方法。

心想MQTT是基于TCP的，能否使用TCP转MQTT？因此就想使用TCP协议然后转MQTT协议连接阿里云物联网平台，经过试验证明是可以的。

首先我们先分析一下如何登陆接入Onenet平台。

先从它数据格式开始分析。首先我们要从后台取出三个信息，我们以这个为例。

我们把产品ID，设备名称，设备秘钥，简称三要素 (具体是什么看你自己的设备)

其实阿里云物联网平台的MQTT协议用的就是标准的，不过它加入了自己的认证方式。

MQTT协议需要上传四个参数，报活时间，clientID，用户名，密码。

那么阿里云的就在clientID，用户名，密码做了手脚。

clientID比较长，按照一定的格式

用户名：设备名和秘钥组成

密码：使用了加密串进行了加密，有sha1或者MD5加密方式

下面我们来介绍一下

MQTT接入都是发十六进制的数据。

么我们发送的时候就是这样子的一串数据

0x74 0x00 0x04 0x4d 0x51 0x54 0x54 0x04 0xC0 0078 0033 0x61 0x62 0x63 0x7c 0x73 0x65 0x63 0x75 0x72 0x65 0x6d 0x6f 0x64 0x65 0x3d 0x33 0x2c 0x73 0x69 0x67

0x6e 0x6d 0x65 0x74 0x68 0x6f 0x64 0x3d 0x68 0x6d 0x61 0x63 0x73 0x68 0x61 0x31 0x2c 0x74 0x69 0x6d 0x65 0x73 0x74 0x61 0x6d 0x70 0x3d 0x31 0x32 0x30 0x7c 0009

0x35 0x36 0x37 0x38 0x26 0x31 0x32 0x33 0x34 0028 0x32 0x32 0x32 0x37 0x35 0x30 0x44 0x45 0x44 0x46 0x45 0x34 0x46 0x37 0x37 0x34 0x30 0x30 0x32 0x45 0x45 0x38 0x37 0x45 0x45 0x44 0x32 0x39 0x43 0x46 0x44 0x30 0x36 0x33 0x38 0x43 0x35 0x46 0x36 0x36

十六进制解释

数据长度：0x74

协议数据长度 0x00 0x04

协议类型： 0x4d 0x51 0x54 0x54

协议数据： 0x04 0xC0

keepAlive数据:0078

ClientID长度:0033

ClientID: 0x61 0x62 0x63 0x7c 0x73 0x65 0x63 0x75 0x72 0x65 0x6d 0x6f 0x64 0x65 0x3d 0x33 0x2c 0x73 0x69 0x67 0x6e 0x6d 0x65 0x74 0x68 0x6f 0x64 0x3d 0x68 0x6d 0x61 0x63 0x73 0x68 0x61 0x31 0x2c 0x74 0x69 0x6d 0x65 0x73 0x74 0x61 0x6d 0x70 0x3d 0x31 0x32 0x30 0x7c

用户名:0009

用户名: 0x35 0x36 0x37 0x38 0x26 0x31 0x32 0x33 0x34

密码长度：0028

密码: 0x32 0x32 0x32 0x37 0x35 0x30 0x44 0x45 0x44 0x46 0x45 0x34 0x46 0x37 0x37 0x34 0x30 0x30 0x32 0x45 0x45 0x38 0x37 0x45 0x45 0x44 0x32 0x39 0x43 0x46 0x44 0x30 0x36 0x33 0x38 0x43 0x35 0x46 0x36 0x36复制代码上面的就是连接服务器的连接包

下面呢，我们来做个发布包(上传数据到服务器)

0x30 0x1D 0009 2f7379732f706f7374 0x7b 0x70 0x61 0x72 0x61 0x6d 0x73 0x3a 0x7b 0x74 0x65 0x6d 0x70 0x3a 0x31 0x30 0x7d 0x7d

十六进制数据解释

数据头：0x30

数据长度：0x1D

TopicName数据长度：0009

TopicName数据内容：2f7379732f706f7374

主体json数据: 0x7b 0x70 0x61 0x72 0x61 0x6d 0x73 0x3a 0x7b 0x74 0x65 0x6d 0x70 0x3a 0x31 0x30 0x7d 0x7d复制代码以上就是连接阿里云的数据包格式及发布数据的格式，由于时间问题没有做订阅的数据包分析，下一次更新订阅的内容。

Q2: 阿里云物联网平台搭建（5）基础平台服务的调用

之前一直想要使用mqtt协议模拟tcp协议的实时返回监控参数的功能，经过几个月的摸索和试验，终于将同步服务的开发摸透，仅仅看飞燕平台的技术文档是看不懂的，核心文档链接如下：

1、什么是rrpc，同步服务如何使用rrpc实现实时返回的效果

;aly_as=odhFNfAc

阿里将同步服务使用rrpc

2、服务的数据格式

;aly_as=KNMEpUOP

看完文档还有不懂的同学们，我给你准备了总结：

1.RRPC有专用的topic，服务端的实现，在物的模型服务中有invoke的请求方式和返回结果。

设备端根据文档1中的订阅topic与上报topic。上报的数据格式根据文档2上报。

例子：

1.按照物的服务调用方法请求

2.设备端订阅到服务的下发，将msgid从topic上面截取下来此处为1214836938775870464

3.将msgid填充到上报topic结尾，数据格式注意param改为data，加上code，其余数据对照功能定义中的物模型

4.在调试窗口中找到服务调用菜单

显示上报成功，注意服务的解析与属性事件不一样，通过通用打印只能打印出result ok，要进一步解析data出来再打印。

Q3: 将Android Things与阿里云集成，轻松实现物联网项目

在本文中，我们将向您展示如何使用阿里云IoT平台轻松将Android Things连接到您的物联网（IoT）网络，我们将为该项目构造一个示例：功能性甲醛和温度传感器。有些人可能不了解Android Things，简单来说， 它就是让开发者可以使用Android开发工具开发嵌入式设备 。

项目设备清单

NXP i.MX7D

设备接线图

在设置硬件之后，是时候在阿里云IoT平台上配置软件了。

首先，导航到物联网控制台并激活阿里云IoT。创建高级产品并添加产品属性定义：

Android Things设备开发

1、使用Android Studio创建Android Things项目，并授予网络权限

2、将“eclipse.paho.mqtt”存储库添加到gradle

3、通过I2C读取DHT12数据

4、通过UART获取Ze08CH2O数据

5、创建阿里云IoT连接并报告数据

设备启动后，您可以在阿里云IoT控制台上查看设备的实时数据， 设备管理 - 运行状态 。

此项目在GIT上的地址是：，有兴趣的朋友可以试试。

Q4: Go语言是做什么的

应用于搭建 Web 服务器go语言连接阿里云物联网，存储集群或类似用途go语言连接阿里云物联网的巨型中央服务器go语言连接阿里云物联网的系统编程语言。

Go 是谷歌的编程语言，而不是社区的。在这位博主看来，虽然 Go 语言拥有一个贡献者社区，但是它并不是社区的项目，只是谷歌的一个项目。所以只要是谷歌反对的东西，没有人可以把这个东西加到 Go 语言中。

InfoQ 记者也第一时间联系了《Go 并发编程实战》作者、前轻松筹大数据负责人郝林，go语言连接阿里云物联网他的观点是go语言连接阿里云物联网：Go 语言是大家的，只有伪爱好者才会谈舍弃。在郝林看来，Go 语言官方团队在谷歌内部实属一个很小的团队，但其成员几乎个个都是技术大神。

很多社区成员为 Go 语言贡献了很多重要并且有价值的东西，这些从贡献者和提交者的多样性就可以看出来。但谷歌作为整个 Go 社区的守门人，它独自决定什么东西可以被 Go 语言接受，什么不能被接受。

在 Go 语言模块系统上发生的一件事情，谷歌 Go 语言核心团队的一名成员放弃了由外部 Go 社区开发的一个模块系统，因为它使用了另一种不同的模型。Go 语言拥有一个贡献者社区，但是它并不是一个社区项目。

Q5: Golang项目部署3，容器部署

容器部署即使用 docker 化部署 golang 应用程序go语言连接阿里云物联网，这是在云服务时代最流行的部署方式，也是最推荐的部署方式。

跨平台交叉编译是 golang 的特点之一，可以非常方便地编译出go语言连接阿里云物联网我们需要的目标服务器平台的版本，而且是静态编译，非常容易地解决了运行依赖问题。

使用以下指令可以静态编译 Linux 平台 amd64 架构的可执行文件go语言连接阿里云物联网：

生成的 main 便是go语言连接阿里云物联网我们静态编译的，可部署于 Linux amd64 上的可执行文件。

我们需要将该可执行文件 main 编译生成 docker 镜像，以便于分发及部署。 Golang 的运行环境推荐使用 alpine 基础系统镜像，编译出的容器镜像约为 20MB 左右。

一个参考的 Dockerfile 文件如下go语言连接阿里云物联网：

其中，我们的基础镜像使用了 loads/alpine:3.8 ，中国国内的用户推荐使用该基础镜像，基础镜像的 Dockerfile 地址： ，仓库地址：

随后使用 " docker build -t main . " 指令编译生成名为 main 的 docker 镜像。

需要注意的是，在某些项目的架构设计中， 静态文件 和 配置文件 可能不会随着镜像进行编译发布，而是分开进行管理和发布。

例如，使用 MVVM 模式的项目中(例如使用 vue 框架)，往往是前后端非常独立的，因此在镜像中往往并不会包含 public 目录。而使用了 配置管理中心 (例如使用 consul / etcd / zookeeper )的项目中，也往往并不需要 config 目录。

因此对于以上示例的 Dockerfile 的使用，仅作参考，根据实际情况请进行必要的调整。

使用以下指令可直接运行刚才编译成的镜像：

容器的分发可以使用 docker 官方的平台： ，国内也可以考虑使用阿里云： 。

在企业级生产环境中， docker 容器往往需要结合 kubernetes 或者 docker swarm 容器编排工具一起使用。

容器编排涉及到的内容比较多，感兴趣的同学可以参考以下资料：

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