socket.io搭建分布式Web推送服务器

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socket.io 是目前较为流行的 web 实时推送框架，其基于 nodejs 语言开发，底层用 engine.io 实现。借助 nodejs 语言异步的特性，其获得了不错的性能。但单个实例的 socket.io 依然承载能力有限，最多只能容纳 3000 个 long-polling 方式的客户端进行连接。

将 socket.io 进行分布式扩展的难点有两处：

1. 进行负载均衡时连接必须保证始终连到一个节点上

如果客户端采用 long-polling 长轮训方式进行连接，则每次轮训都会产生一个新的请求，若不进行限制。就有可能连接到集群内新的 socket.io 节点上，导致异常的发生。

解决方法：使用 nginx 的 ip_hash 实现 session sticky，让客户端始终连接到集群内一台节点上。

2. 多个实例之间的消息推送

当集群内某台节点想要向连接到集群的所有客户端发送消息时，某些客户端因为负载均衡时 ip_hash 可能被分配到了其他的节点上，这时就需要向其他节点发布推送消息，让其他节点的同时向客户端进行推送。

解决方法：使用 redis 的发布与订阅功能与 socket.io-redis 开源库，实现节点间消息推送。

准备安装的软件：

nginx, nodejs, redis 以及一个 socket.io 应用，如一个聊天服务器，例子请见官网这里。

具体步骤：

1. 将 socket.io 应用部署成两个实例，如在同一台主机上为每个实例分配不同的端口号 4000, 5000：

http.listen(4000, function(){
console.log(‘listening on *:4000’);
});

2. 配置 nginx 文件，设置负载均衡 proxy

upstream chat_nodes {
ip_hash;
server 127.0.0.1:4000;
server 127.0.0.1:5000;
}

以及反向代理设置（注意为了支持 websocket 协议，需将 nginx 升级至 1.3.12 版本以上

location / {
proxy_pass http://chat_nodes;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection “upgrade”;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

完成配置后，重启 nginx。

3. 安装 nodejs 模块 socket.io-redis

sudo npm install socket.io-redis

4. 在原来 socket.io 应用中初始化 io 的位置加入 io 的 redis 适配器：

var redis = require(‘socket.io-redis’);
io.adapter(redis({ host: ‘localhost’, port: 6379}));

5. 重启各个 socket.io 应用，进行测试。

其他注意点：

由于 nginx 的反向代理机制和 socket.io 的自动重连机制，上述架构还具备高可用的特性，即当某个节点 down 机时，原先连接到该节点上的客户端会自动重连至其它节点上。

节点的数量可以随时增减，不需要暂停服务，只需修改 nginx 配置即可。

nginx 的 ip_hash 是基于 ip 的前三段进行计算的，也就是说 ip 只有 D 段不同的两台客户端一定会连接到同一台服务器上，这点测试的时候需要注意。

可以通过 redis 的订阅发布服务来实现其他系统同集群的通信，完成集群的管理工作。

Ubuntu 14.04 下 Redis 安装及简单测试 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101544.htm