探索图论在IM集群环境下的应用

我在工作中遇到了IM集群环境下消息路由问题,当集群数小时可以用内存共享的方案,当集群结点变多时,共享的数据同步会成为系统的瓶颈,为此我从网络中TCP报文的路由原理得到灵感,想了一个不用共享内存的方案,而且理论上支持大规模的集群。

应用场景如下,红色与蓝色是服务结点,橙色代表客户端结点:

当一个橙色结点要给另一个橙色结点发消息时,我们应该如何设计消息的路由策略?

上图是我们理想的消息路由路径,这时我们可以看出,红色结点是负责管理客户端的连接,而蓝色结点负责路由消息,因此我做了以下的区分:

探索图论在IM集群环境下的应用_第1张图片

这时我们可以把整个系统看成一个大的图,A给B消息就成了A与B的通路,理想的应该是最短路径,当然整个系统还没有这么简单,还有非常的复杂的搜索算法在里面。

这种设计对路由服务结点的性能要求较高,路由节点可能要维护自己的一张路由表,而且还要及时更新,对于每条消息也要有自己的轨迹表,记录走过的节点,这样可以解决内存共享与同步面临的问题,每个接入管理服务节点(图中的S节点)之间就可以不用相互感知,这样增加大量的节点才能成为可能。现在我对QQ和微信的解决方案很敬仰,不知道他们是否用内存共享,如何解决大量节点的集群中的Session共享,还是像我猜测的与网络中的报文路由类似的方案。

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