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大纲 OVERVIEW

connection topological graph
链接拓扑图

          (multiplexed)               (utl_tcp)
. clients  ===========>  dispatcher  <----------  oracle processes
 (node.js)                (node.js)                  (oracle)
                             ^
.                      monitor/console

核心功能 core function

  • 提供客户端连接 oracle db 的通道，以反向接受 oracle server process 反向连接注册为基础
  • 为客户端提供虚拟的指定并发数的到 oracle 的连接（多路复用，并增强管理信息交换）

quality(English)

  • good connectivity
    • http request for authentication, authorization, property exchange, all open standard
    • then http upgrade to private protocol for frame dispatch, targeting lowest runtime and code overhead
    • support reversed proxy, tunnel over firewall, pass through against network block
    • secure by SSL
    • unix domain socket or windows named pipe for lowest overhead, best performance and reliability
    • ping/pong heart beat to keep-alive against lose of NAT states, detect peer failure early and automatic trying re-connect
    • graceful shutdown to allow any pending request to finish before really shutdown
  • good configuration
    • default auth-checker, default auth-checer by static json config, customized auth-checker following specification
    • command line options to listen http,https,path, meet different connection properties like performance, security
    • concurrent control is centralized in database, because it's a strategy to distribute resources as a number of oracle server processes

品质(中文)

  • 高品质的链接管理
    • 通过开放的HTTP协议，对各类型参与方(oracle,client,console)进行身份认证、鉴权、握手参数交换
    • 通过握手过程后，http协议升级到noradle私有数据帧交换协议(通过dispatcher做交换转发)，最小的代码开发开销和运行时开销
    • 可以通过反向代理接入，可以通过http代理接入从而穿透防火墙，可以突破各种内网访问屏障
    • 客户端和管理控制台可以通过SSL/HTTPS加密接入到dispatcher
    • 可以通过 unix domain socket 而不是TCP方式接入，获得更加的性能和可靠性
    • 内置心跳包机制，可以在NAT中保持状态，并且课程更及时的发现对端通信失败的异常，链接异常可以自动重连
    • 所有链接参与方都支持安全退出，所有在途处理中的请求不会受到参与方准备退出的影响，在途处理完毕，相关节点和进程才会最终退出
  • 完善的配置
    • 参与方验证支持系统自带的本地连接允许通过策略，指定静态json格式的配置，完全定制的认证模块嵌入
    • dispatcher的命令行参数可以配置各种监听，包括http,https,unix domain socket path，来满足不同部署需求，包括最快速简单的配置，高安全性配置，高性能高稳定性配置等等
    • 客户端访问的并发度配置完全有数据库内配置表配置, 每个并发对应一个oracle后台服务进程资源。

aspect and stages of noradle-dispatcher

  • listen with http protocol, use http, https, unix domain socket or windows named pipe, can be proxied
  • authenticate client by passwd, client ip, if it's or if not it's from secure transport like https
  • ping/pong keep-alive connection according to peer's requirement or by itself's default setting
  • detect heartbeat and normal or abnormal quit, release resource or slot
  • accept request frames from client and response frame from oracle, and dispatch
  • count statistics
  • provide runtime state and event data to noradle-console by http pool or realtime server push

限制性设计原则

  • 因为处于网络中心位置，其性能、稳定性要求非常高
  • 由于保持转发状态(一个请求的中间状态)，并且为简化设计，不支持集群，必须单进程来提供海量frame转发
  • 功能单一：就是提供一个客户端到oracle的网络通道，额外的集中提供监控数据源(比从其他类型节点提供要方便、集中)
  • 只有握手过程使用 http 协议，建立通道后，直接使用简单高效的内部 frame 协议通信
  • 除了管理包，不解析，不生成应用 frame 的内容体，只看标准的固定长度的 frame 头，用于 frame 在 client/oracle 间的转发

增强

  • 网络增强
    • 不直接通过 TCP 建立私有的握手过程，而是通过 http 协议握手，然后 upgrade connection
    • 支持 https 接入，提供通信安全性，端到端的相互认证
    • 可以通过 node.js/nginx 等常用代理来反向代理内部的 noradle-dispatcher
  • 监听连接方式增强
    • 完全按照 node.js net.Server.listen 和 net.Client.connect 的参数实现监听和连接
    • 支持 unix domain socket pipe，而不仅仅是 TCP/IP(可能采用 node.js http module 无法连接)
  • 健壮性
    • 支持端到端 ping/pong 包，用于保持中间带状态网元(如防火墙NAT转换状态)、心跳检测
    • 支持端到端的 graceful quit 信号处理，确保在途请求处理完毕才最终退出
  • 配置增强
    • client/oracle/console 向 noradle-dispatcher 的认证提供标准接口，供定制实现认证和授权策略
    • 提供标准化的配置格式，实现上述认证和授权，方便使用
  • 监控增强
    • 可以将完整的时间声名周期通过日志输出
    • 可以将上述日志输出改为向 console 实时输出，并由 console UI 实时监控
  • in-process client
    • noradle client 进程直接 require noradle-dispatcher
    • 节省一层网络中转，client 独占一组oracle服务进程
  • 直接接入 http 网关

和 oracle 网络架构比较

noradle-dispatcher 更像是 oracle listener 而不是 oracle dispatcher

每个 oracle db instance 启动后，会自动向 LOCAL_LISTENER 参数指定地址的 oracle listener 注册器服务， 这样当有客户端连接 listener，listen 就可以将TCP句柄转移给 oracle instance 中的服务进程。

noradle 启动 db server processes 后，各个进程也是向 noradle-dispatcher 注册自己。

区别在于，oracle 是数据库实例向 listener 注册，而 noradle 是每个对应组的服务进程向 noradle-dispatcher 注册。

1 serve 1, 1 serve n

  • oracle dispatcher 只服务于一个 db instance，并且属于该 db instance
  • noradle dispatcher 可以服务于多个 db instance，可以是一个 db 的(RAC/DG)，也可以是不同的

server process share 不同

  • oracle 下，一个 dispatcher 接受的请求可以被所有的 share server process 处理
  • noradle 下，一个 noradle-dispatcher 独占一组 noradle server process，之间不共享，用于不同应用不同业务负载的隔离切分

pre-spawned vs on demand

  • oracle listener accept registration of backend oracle databases, but not the real connections
  • oracle listener will spawn a server process to new client connection, and handle off the socket fd to the server process
  • noradle-dispatcher just accept real backend oracle server process connections to it
  • the pre-spawned model for noradle eliminate the overhead of startup/shutdown process

Roadmap 路线图

  • 日志提升
    • log (debug based) log should classified more clear
    • 对于日志输出，分类要更加精细，容易从日志中看出系统运行过程。
    • 同时，日后可以将日志改成事件流，在 noradle-console 中实时查看。
  • 支持 https
    • client can make security connection to noradle-dispatcher
    • prevent password leakage
    • encrypt transport data
    • prevent middle proxy to see the exchanged data between client and dispatcher, allow http tunnel only
  • can serve behind proxy
  • keep-alive to sustain TCP(NAT) state
    • for oracle, client, console(realtime data)
  • configuration
    • use oracle's configuration data
    • only config http/https ports
  • support multiple db instances
    • all oracle connection from one db instance one cfg_id will incorporate into one pool
    • statistics should bring into pool, not global data
  • dispatcher websocket/fastcgi protocol frames to oracle
    • browser websocket request frames dispatch to a free oracle server process in the right oracle instance
    • web server(nginx...) fastcgi frames dispatch to a free oracle server process in the right oracle instance
    • oracle can read the format of stream of websocket/fastcgi frames for a request/response