chromium通信系统-mojo系统(一)-ipcz系统基本概念

ipcz 是chromium的跨进程通信系统。z可能是代表zero，表示0拷贝通信。

chromium的文档是非常丰富的，关于ipcz最重要的一篇官方文档是IPCZ。
关于ipcz本篇文章主要的目的是通过源代码去分析它的实现。再进入分析前我们先对官方文档做一个总结，来说明ipcz的能力。 ipcz和一般的ipc系统不同主要有点个方面

• 0拷贝通信
• 消除代理能力

0拷贝通信比较简单，消除代理能力是什么意思呢？
考虑这样一个场景， 有a，b，c三个进程通信，a和b之间存在链接，b和c之间存在连接，那么a要和c通信，只能通过b进行代理。这显然造成了一定性能损失和资源浪费。 在ipcz系统中，如果b发现自己是代理节点，可以帮助a和c直接建立链接来消除代理。
显然ipcz的设计初衷就是要建立一个类似ip协议的路由网络能力。

ipcz的整体结构图如下：

一般进程里面有一个Node节点， 用NodeLink记录两个Node的连接（用于找到对端）。 使用Driver Transport 表示一个传输点，也就是维护Node 之间的通信通道（一般是socket链接）。 两个Node内可以有多个子链接，每个子链接的端点为Portal， 每个Portal 又对应一个Router， Router的主要作用是对消息进行接收或者转发。两个Router之间的链接用RouterLink表示。 两个Node 之间通信的消息内容都放在一块共享内存上， Driver Transport 只负责传递控制信息，这样来实现0拷贝。

整个进程通信系统中一般有一个Node为Broker节点，在代理消除过程中，为了帮助a和c建立通信链接的，需要第三者来协调，这个第三者需要a和c都能和它通信，在ipcz系统中这样的节点叫Broker Node。Broker Node 是有名节点，其他进程可以通过名字来和它建立通信（一般为有名socket管道）。

一般一个ipcz系统中每个进程对应一个Node，整个系统只有一个Broker Node。

有了对数据结构的基本认识，我们来介绍代理消除。

这里ac通信需要b进行代理，可以通过命令来消除代理：

1. B告诉A自己是中间人，并告知C将向A发送直连请求
2. B告诉C自己是中间人
3. 如果AC没有NodeLink 需要连接Brokers协助a和c之间创建NodeLink（通信管道）
4. c借助AC之间的NodeLink创建一个ACx的RouterLink
5. C向A发送直连请求， 使用ACx bypass AB1
6. 节点A根据节点B提供的信息对该请求进行验证，即该请求来自预期的节点C，并且涉及AB1。然后，节点A通过相应地更新其路由器的链接来满足该请求。
7. 后续A和C的通信都通过ACx进行。

注意，AB1和BC5仍然保留着。它们现在被称为衰减链接（decaying links），并将会随着时间的推移逐渐淘汰。

上述代理消除是简单的只有一个代理节点的消除，在存在多个代理节点的情况可能混造成混乱

比如这个例子，D和E通信，A、B、C都是代理节点。 如果A，B,C 同时发现自己是代理节点，请求代理消除，那么会造成混乱，如何解决这个问题？
IPCZ 引入了中心链接和边缘链接的概念，每条路径的生命周期始于两个路由器之间的单个链接。该链接被指定为路径的中央链接，每条路径都只有一个中央链接。其他链接为边缘链接，代理选择绕过的规则很简单：只有在代理路由器与中心链接相邻时，才能绕过代理。 消除代理建立新的连接之后的连接成为新的中心链接。

有个中心链接的概念可以进一步说明代理消除的过程。首先要知道在ipcz中存在向内和向外方向的概念。假如某个消息由某router发出，该消息向中心链接方向移动，则这个消息的方向为向外。 某个消息由某个router 发出，这个消息远离中心链接，则这个消息的方向为向内。

举例如上图：
AB1是中心链接，B router向 A router发送消息为向外方向，通向A向B发送消息为向内方向。
AE0是边缘链接，E router 向A发送消息为向外方向，A router 向E router发送消息为向内方向。
BC5也是边缘链接，B router向C router发送消息为向内方向，C router 向B router 发送消息为向外方向。

同样，路由器B被认为是路由器A的向外对等方，路由器E被认为是路由器A的向内对等方。路由器A是路由器E的向外对等方，路由器E没有向内对等方，因为它是终端路由器。

在启动代理绕过的过程中，代理路由会先通知其向外对等要进行代理消除， 再通知其向内对等提发起代理消除，直接请求broker 建立新的链接。
举例要消除E->A->B 中A代理:

• A告诉B自己是中间人，并告知E将向B发送直连请求
• A告诉E自己是中间人
• 如果EB没有NodeLink 需要连接Brokers协助E和B之间创建NodeLink（通信管道）
• E借助EB之间的NodeLink创建一个EBx的RouterLink
• E向B发送直连请求， 使用EBx bypass AB1 和 AE0
• 节点B根据节点A提供的信息对该请求进行验证，即该请求来自预期的节点E，并且涉及AB
• 然后，节点B通过相应地更新其路由器的链接来满足该请求。
• 后续E和B的通信都通过EBx进行。

本篇文章就到这里，下一篇文章通过代码分析。