TCP Gateway 物联网设备网关技术架构设计 v1.0

功能介绍

TCP Gateway是一款物联网设备网关技术架构设计(Session 管理、心跳管理、数据上行、数据下行)，通过在云端进行智能边缘核心设备的建立、身份制定、策略规则制定、函数编写，然后生成配置文件下发。

说明

NioEventLoop 是 Netty 的 Reactor 线程，其角色：

1、Boss Group：作为服务端 Acceptor 线程，用于 accept 客户端链接，并转发给 WorkerGroup 中的线程。

2、Worker Group：作为 IO 线程，负责 IO 的读写，从 SocketChannel 中读取报文或向 SocketChannel 写入报文。

3、Task Queue/Delay Task Queue：作为定时任务线程，执行定时任务，例如链路空闲检测和发送心跳消息等。

概要说明

TcpServer ：提供TCP连接服务

TcpSessionManager: 你可以添加监听事件，用于监听TCP会话创建、销毁等

LogSessionListener：一个日志监听器，它和tcpSessionManager关联，监听器必须事先 SessionListener

TcpSender：TCP发送者，用户向客户端发送消息通知、实现下行逻辑

ServerConfig： TCP 的配置管理类

TcpConnector： TCP 容器,用于管理服务和客户端的连接

NotifyProxy： 发送通知到代理类

以上都是默认配置，你可以不修改，但是你可能需要换个TCP端口

.TCP网关的网络结构

基于Netty构建TCP网关的长连接容器，作为网关接入层提供服务API请求调用。

客户端通过域名+端口访问TCP网关，域名不同的运营商对应不同的VIP，VIP发布在LVS上，LVS将请求转发给后端的HAProxy，再由HAProxy把请求转发给后端的Netty的IP+Port。

LVS转发给后端的HAProxy，请求经过LVS，但是响应是HAProxy直接反馈给客户端的，这也就是LVS的DR模式。

TCP网关执行时序图

其中步骤一至步骤九是 Netty 服务端的创建时序，步骤十至步骤十三是 TCP 网关容器创建的时序。

步骤一：创建 ServerBootstrap 实例，ServerBootstrap 是 Netty 服务端的启动辅助类。

步骤二：设置并绑定 Reactor 线程池，EventLoopGroup 是 Netty 的 Reactor 线程池，EventLoop 负责所有注册到本线程的 Channel。

步骤三：设置并绑定服务器 Channel，Netty Server 需要创建 NioServerSocketChannel 对象。

步骤四：TCP 链接建立时创建 ChannelPipeline，ChannelPipeline 本质上是一个负责和执行 ChannelHandler 的职责链。

步骤五：添加并设置 ChannelHandler，ChannelHandler 串行的加入 ChannelPipeline 中。

步骤六：绑定监听端口并启动服务端，将 NioServerSocketChannel 注册到 Selector 上。

步骤七：Selector 轮训，由 EventLoop 负责调度和执行 Selector 轮询操作。

步骤八：执行网络请求事件通知，轮询准备就绪的 Channel，由 EventLoop 执行 ChannelPipeline。

步骤九：执行 Netty 系统和业务 ChannelHandler，依次调度并执行 ChannelPipeline 的 ChannelHandler。

步骤十：通过 Proxy 代理调用后端服务，ChannelRead 事件后，通过发射调度后端 Service。

步骤十一：创建 Session，Session 与 Connection 是相互依赖关系。

步骤十二：创建 Connection，Connection 保存 ChannelHandlerContext。

步骤十三：添加 SessionListener，SessionListener 监听 SessionCreate 和 SessionDestory 等事件。

程序运行案例步骤

1.配置本地Host

Window 地址 // C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

添加 127.0.0.1 iot-open.icloud.com

2.启动Server

位置: com.ibyte.iot.test.server.TestTcpServer

3.启动Client

位置: com.ibyte.iot.test.client.TcpClient