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如何構(gòu)建支持百萬并發(fā)量的企業(yè)級聊天架構(gòu)

譯文
開發(fā) 架構(gòu)
在本文中,我們將通過基礎(chǔ)知識向您介紹如果構(gòu)建支持百萬并發(fā)量的企業(yè)級聊天架構(gòu)。

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【51CTO.com快譯】無論是在醫(yī)生與患者之間,還是在客戶與支持代理之間,都需要通過交流來交換信息,進而解決問題。同樣,企業(yè)也需要通過聊天應(yīng)用來為用戶排憂解難,并實現(xiàn)企業(yè)的服務(wù)價值。下面和我們一起來探討如何設(shè)計并構(gòu)建企業(yè)級的聊天應(yīng)用架構(gòu),以承載數(shù)百萬級的并發(fā)用戶和消息。

聊天模型的標準架構(gòu)

總的說來,標準的聊天體系架構(gòu)包括兩個主要部分:聊天服務(wù)器引擎和客戶端聊天部件。

  • 聊天服務(wù)器引擎 - 它是負責(zé)中繼消息操作的多臺服務(wù)器組合。
  • 客戶端聊天部分 - 它是被安裝在臺式機、移動設(shè)備上的聊天應(yīng)用程序。

在令牌的協(xié)助下,聊天服務(wù)器引擎掌控著消息從服務(wù)器端發(fā)送、并傳遞到客戶端設(shè)備上的整個操作過程。該引擎通常由如下組件構(gòu)成:

  • 聊天WebSocket服務(wù)器
  • 聊天WebSocket客戶端庫
  • 聊天REST API
  • 聊天媒體存儲服務(wù)器

對于一定數(shù)量的用戶和消息來說,標準版本是足以應(yīng)對的;但是當(dāng)涉及到不同通信信道(如:文本、視頻和語音呼叫),數(shù)百萬個的用戶連接,以及需要根據(jù)企業(yè)項目進行應(yīng)用定制時,該標準架構(gòu)就需要升級了。

在此,我們引入MirrorFly聊天類API架構(gòu),它采用的是基于Erlang的XMPP協(xié)議 + ejabberd服務(wù)器 + Mnesia數(shù)據(jù)庫。

企業(yè)級聊天應(yīng)用的架構(gòu)

Ejabberd可以被分為三層:

  • 接口層:如上所述,它處理所有與客戶端往來的數(shù)據(jù)。
  • 邏輯層:這是最為復(fù)雜的一層。它處理所有與XMPP相關(guān)的邏輯、以及諸如:HTTP綁定、訪問控制、可擴展模塊、以及鉤子(hooks)等其他功能。
  • 數(shù)據(jù)層:它處理如何將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中,并確保數(shù)據(jù)的完整性和滿足相應(yīng)的約束。

接口層

該層的主要功能是偵聽并等待客戶端連接到本地端口上,然后按需建立客戶端與服務(wù)器的連接,交換通信數(shù)據(jù)。由于支持TCP與TLS方式的連接、以及UDP的傳輸形式,因此它充當(dāng)了外部世界與ejabberd服務(wù)器之間的接口。

邏輯層

作為Ejabberd系統(tǒng)中最主要、也是最重要的部分,邏輯層具有如下功能:

  • Jabber邏輯(Logics):

客戶端與服務(wù)器的連接由模塊ejabberd_c2s來控制,通常走的是TCP的5222號端口。服務(wù)器與服務(wù)器之間的連接由模塊ejabberd_s2s、ejabberd_s2s_in、以及ejabber_s2s_out來控制,通常走的是TCP的5269號端口。而HTTP的綁定,則由模塊ejabberd_http來控制。

  • 路由器(Router):

路由器處理的是各種消息之間的路由,以保證消息能夠最終到達正確的目的地。例如:當(dāng)Jabber客戶端向另一個實體發(fā)送消息時,第一個ejabberd通過查看“to”的屬性,來判斷該屬性所隱含的主機是否由自己所托管。如果該消息屬于本地消息,那么應(yīng)當(dāng)交由ejabberd_local來處理,否則屬于遠程消息,應(yīng)當(dāng)將其視為s2s消息。

  • 模塊(Modules):

除了上述核心的Jabber與路由器邏輯之外,我們將ejabberd的絕大部分稱為模塊。由于這些模塊可以隨時被動態(tài)地啟動或停止,因此ejabberd服務(wù)器即使在運行時(runtime)也具有高度的可擴展性。通常,這些模塊被廣泛地使用在各種擴展的場景中(也就是所謂的“XEP”)。

  • 鉤子(Hooks):

在某些場景下,您可能需要修改ejabberd服務(wù)器中的核心邏輯。此時鉤子正好能夠派上用場。鉤子是一種在無需更改任何現(xiàn)有代碼的基礎(chǔ)上,通過將新代碼注入目標系統(tǒng),進而更改ejabberd行為的方法。例如:如果您希望通過消息過濾器,以過濾掉不需要的消息,那么就可以將模塊鉤子添加到“filter_packet/3”鉤子中。而如果您想跟蹤客戶端發(fā)送的所有消息,則可以編寫一個函數(shù),并鏈接到“user_send_packet/3”中。

  • l訪問控制(Access Control):

所有用戶(包括真正的jabber客戶端用戶和管理員)信息都是以相同的方式存儲在ejabberd中。他們的所有權(quán)限完全取決于其所屬的組群。因此,ejabberd中的訪問控制模塊,使我們能夠按組區(qū)分用戶,從而為不同的用戶提供不同的服務(wù)。

  • 工具與庫(Utils and Libraries):

出于通用目的,在ejabberd中還存在著其他類型的工具與庫,例如:XML處理、SASL身份驗證、編碼、日志記錄器等。其中,值得注意的是ejabberd_logger。它是一個非常實用的日志模塊,可以被用在各種項目的場景中。

數(shù)據(jù)層

Ejabberd主要使用mnesia作為其“數(shù)據(jù)庫”。實際上,mnesia是內(nèi)置在erlang庫中的一種高性能的鍵值對(key-value)存儲系統(tǒng)。它具有如下功能:

  • 復(fù)制。不同的表可以在多個節(jié)點間進行復(fù)制。
  • 交易原子性??梢詫⒁幌盗斜淼牟僮鞣纸M為單個的原子事務(wù)。
  • 位置透明??梢栽谖粗獢?shù)據(jù)真實位置的情況下,編寫各種程序。
  • 極快的實時數(shù)據(jù)搜索能力。

另外,作為一種可擴展的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),它還提供了復(fù)制和實時搜索等功能。當(dāng)然,ejabberd并未強制用戶使用該數(shù)據(jù)庫。它也提供了各種ODBC接口,方便用戶使用其他的數(shù)據(jù)庫。例如:用戶可以使用存儲在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù),進行身份驗證;或者出于某種目的使用其他關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

通常情況下,mnesia適合于快速的鍵值對搜索。因此,我們不建議您將其用于“關(guān)系型”數(shù)據(jù)的查找場景中。

使用企業(yè)型聊天架構(gòu)的好處

  • 可重用性 - 可以輕松地為其他任何項目重新設(shè)計聊天組件。
  • 可擴展性 - 當(dāng)聊天應(yīng)用(或稱項目)變得更復(fù)雜、需要服務(wù)于更多的用戶時,此類架構(gòu)能夠應(yīng)對大量的并發(fā)用戶數(shù)。
  • 定制與集成 - 可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求,輕松地將該架構(gòu)進行集成與定制。
  • 遷移 - 可以輕松地實現(xiàn)組件之間的遷移,而不會干擾到其他的服務(wù)器或組件。

總結(jié)

如今,借助微服務(wù)架構(gòu)、Kubernetes、S3 bucket storage、以及XMPP協(xié)議,Ejabberd開發(fā)了一整套具有可擴展性的企業(yè)級聊天API架構(gòu)。該架構(gòu)不但簡單易用,而且能夠支持百萬用戶的并發(fā)規(guī)模。您也去試試吧。

原文標題:Key Things to Know: Enterprise Chat Architecture That Connects Millions of Users,作者:Parthiba kumar

【51CTO譯稿,合作站點轉(zhuǎn)載請注明原文譯者和出處為51CTO.com】

 

責(zé)任編輯:龐桂玉 來源: 51CTO
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