使用 Traefik 提高 WebSocket 应用性能

栏目: 后端 · 发布时间: 6年前

内容简介:说起不论是专业做实时通信的这里以

说起 Node.jsWebSocket 方案,可选的方案有许多种,其中许多方案都提供将 WS 服务端口和 HTTP 服务复用的方案,然而这种方案真的是最佳选择吗。

不论是专业做实时通信的 socket.io ,还是用户量最大的 Express 的热门中间件 express-ws 都支持端口复用,比如 WSHTTP 复用 80 端口, WSSHTTPS 复用 443 端口。

这里以 express-ws 底层封装的 ws 库为例,来简单剖析, socket.io 实现类似不过分层较多,有兴趣可以围观代码。

不过在聊 Traefik 之前,我们先得聊聊 Node.jsWebsocket

关于同域名端口复用

先说结论,优点:

HTTP

缺点也很明显:

  1. 因为复用端口,对于每个数据都需要甄别是应该交给 Express 处理还是 WS 处理,存在性能损耗,如果需要进行压缩等操作,会有更多的损耗。
  2. 相同域名不易进行业务水平扩展,比如需要支持更多的实时业务,原本扩容3实例的 WS 服务即可,由于耦合,不得不将整个服务进行扩展,存在更多资源的损耗。
  3. 由于耦合,复杂度相比较“各自独立”的版本高,在维护过程,如果修改底层代码,难免会让两个服务都不够健壮稳定。

从代码实现角度围观端口复用

express-ws 进行端口复用的时候,会进行大量 hacks 操作,包括扩展路由、改写请求地址添加特殊标记、重写默认响应头…

下面这段示例是官方给出的端口复用的例子。

var express = require('express');
var app = express();
var expressWs = require('express-ws')(app);
 
app.use(function (req, res, next) {
  console.log('middleware');
  req.testing = 'testing';
  return next();
});
 
app.get('/', function(req, res, next){
  console.log('get route', req.testing);
  res.end();
});
 
app.ws('/', function(ws, req) {
  ws.on('message', function(msg) {
    console.log(msg);
  });
  console.log('socket', req.testing);
});
 
app.listen(3000);

实际使用的时候,访问 WS/ ,会访问 Express/.websocket?{QUERY} ,并使用中间件注入处理过程的方式,抢在默认处理前使用 ws 替换处理过程 ,修改响应头,输出处理后的内容,并调用 res.end 结束流程。

在路由越来越多、请求量越来越多的情况下,会存在很多不必要的损耗。

如何进行服务拆分

如果不需要端口复用,其实直接使用 ws 来监听独立的新端口即可,参考官方示例,可以很轻松的写出这样一个例子:

const WebSocket = require('ws');
 
const wss = new WebSocket.Server({
  port: 8080,
  perMessageDeflate: {
    zlibDeflateOptions: { // See zlib defaults.
      chunkSize: 1024,
      memLevel: 7,
      level: 3,
    },
    zlibInflateOptions: {
      chunkSize: 10 * 1024
    },
    // Other options settable:
    clientNoContextTakeover: true, // Defaults to negotiated value.
    serverNoContextTakeover: true, // Defaults to negotiated value.
    clientMaxWindowBits: 10,       // Defaults to negotiated value.
    serverMaxWindowBits: 10,       // Defaults to negotiated value.
    // Below options specified as default values.
    concurrencyLimit: 10,          // Limits zlib concurrency for perf.
    threshold: 1024,               // Size (in bytes) below which messages
                                   // should not be compressed.
  }
});
 
wss.on('connection', function connection(ws) {
  ws.on('message', function incoming(message) {
    console.log('received: %s', message);
  });
 
  ws.send('something');
});
 
server.listen(8080);

HTTP 服务监听在另外一个端口,可以参考 Express 最简单的示例:

const express = require('express')
const app = express()
 
app.get('/', (req, res) => res.send('Hello World!'))
 
app.listen(3000, () => console.log('Example app listening on port 3000!'))

这里分别将代码片段进行保存,当你分别使用 Node.js 执行它的时候,你将会得到监听 3000 端口和 8080 端口的简单服务,支持使用 WSHTTP 进行数据交互。

这样的服务的优势和不足

优势:

  1. 可以轻松针对不同协议的服务进行扩容操作。
  2. 彼此运行时资源隔离,安全性和稳定性更好。
  3. 可以使用相同域名、不同端口部署,也可以使用不同域名,默认端口进行部署,部署选择也更多。

劣势:

  1. 在不依赖 RDSRedis Cache 等方案的前提下,请求之间的数据难以共享。
  2. 如果需要都使用默认端口进行部署,那么需要额外进行一个域名的解析。

搭配 Traefik 使用

我将 SSL 证书挂载和 HTTP 压缩放在 Traefik 端处理,相比较 Node.js 来做,一来可以保障业务代码功能独立纯粹,二来性能确实不如它,而且维护起来也比较麻烦(证书管理)。

对于接入网关的服务,只要声明提供 HTTPWS 的端口和对应的域名即可,程序启动之后, Traefik 会自动将应用挂载到对应域名上,并支持 HTTP(S)WS(S) 的服务。

为图简便,我将上面的代码片段保存为一个基础镜像,交付给编排 工具 使用。

如果你将上面的代码片段保存为一个文件,可以试试下面的配置:

version: '3'
 
services:
 
  node:
    image: docker.lab.com/example.lab.com:0.0.1
    restart: always
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.web.port=3000"
      - "traefik.web.frontend.rule=Host:web.soulteary.com"
      - "traefik.ws.port=8080"
      - "traefik.ws.frontend.rule=Host:ws.soulteary.com"
    networks:
      - traefik
    expose:
      - 3000
      - 8080
    extra_hosts:
      - "web.soulteary.com:127.0.0.1"
      - "ws.soulteary.com:127.0.0.1"
 
networks:
  traefik:
    external: true

使用上面的配置运行之后,你会发现原本的 3000 端口和 8080 端口,都被“改写”成为了 80443 端口上了,Web 应用使用的时候,便不用额外写入“丑陋”的端口号了,但是这样的配置不利于服务扩展,在端口复用优劣小节中我提到过。

那么,如果你有意将代码进行拆分,那么可以试试下面的配置:

version: '3'
 
services:
 
  web:
    image: docker.lab.com/example.lab.com:0.0.1
    restart: always
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.web.port=3000"
      - "traefik.web.frontend.rule=Host:web.soulteary.com"
    networks:
      - traefik
    expose:
      - 3000
    extra_hosts:
      - "web.soulteary.com:127.0.0.1"
 
  ws:
    image: docker.lab.com/example.lab.com:0.0.1
    restart: always
    labels:
      - "traefik.enable=true"
      - "traefik.ws.port=8080"
      - "traefik.ws.frontend.rule=Host:ws.soulteary.com"
    networks:
      - traefik
    expose:
      - 8080
    extra_hosts:
      - "ws.soulteary.com:127.0.0.1"
 
networks:
  traefik:
    external: true

扩容也很简单,如果你要以 2:3 的比例运行不同协议的话,只需要:

docker-compose scale web=2 ws=3

其他

如果你还在使用 ajax polling 或许这个方案可以给你更好的体验。

如果你对 Traefik 期望有更多的了解,也欢迎和我沟通讨论。


以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网

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