分布式多协议接入网关FluxMQ-2.0功能说明

FluxMQ—2.0版本更新内容

前言

FLuxMQ是一款基于java开发，支持无限设备连接的云原生分布式物联网接入平台。FluxMQ基于Netty开发，底层采用Reactor3反应堆模型，具备低延迟，高吞吐量，千万、亿级别设备连接；方便企业快速构建其物联网平台与应用。

FluxMQ官网：https://www.fluxmq.com
FluxMQ演示系统：http://demo.fluxmq.com/

改动说明

功能	说明
自研EventBus通信组件	提供大批量数据路由压缩等功能
分布式发布订阅匹配树	提供更快速度的Topic路由
会话消息	支持Web管理会话消息、数据持久化
保留消息	支持Web管理保留消息、数据持久化
延迟消息	支持Web管理延迟消息 、数据持久化
配置持久化	Web配置页面配置持久化
规则引擎	新增LOG数据源，数据写入独立LOG文件
规则引擎	新增JSON函数，用户处理嵌套的JSON数据格式
规则引擎	新增协议扩展数据格式，用户统一转发第三方扩展协议
多协议模块	基于FluxMQ MQTT协议拓展多协议模块、提供同一的连接订阅管理能力

自研EventBus通信组件

研发背景

❝

去除Ignite通信组件，采用自研集群通信，结合分布式订阅树完成性能的大幅度提升

❞

Flux1.0版本采用Ignite的message API进行数据路由，此方式主要有以下几个缺点：

1. 集群间通信采用广播方式，大集群下通信性能极低
2. 不支持通配符方式，无法解决通配符的路由
3. 无法实现集群消费能力
4. 对Ignite依赖非常重，导致出现问题排查代价很高，并且无法替换之

EventBus特性

集群通信

基于TCP组件（后面拓展UDP组播等功能），实现集群间启动相互连接，服务端实现端口占用扫描启动：默认48880端口、如果端口占用则依次递增，最大端口号为：49000。
节点启动后，客户端根据配置文件配置的集群IP自动进行端口扫描连接（48880->49000），同时客户端维护与服务端的心跳。避免节点宕机。

报文帧

表格示例
table { border-collapse: collapse; width: 100% }
\3cpre>\3ccode>th, td { border: 1px solid rgba(0, 0, 0, 1); padding: 8px; text-align: left }
\3cp>th { }

固定头（1 byte）					Topic长度(1 byte)	Topic(n byte)	Body长度(2 byte)	Body(n byte)
消息类型 2bit	Qos 2bit	是否压缩 1bit	是否批量 1bit	保留bit 2bit	9	test/test	11	HELLO,WORLD

批量压缩

❝

FluxMQ对于集群消息路由会自动计算TPS，当单节点TPS超过2000时，会自动启动批量压缩功能，以此提高集群间传输性能（对时延要求极高的可以手动关闭批量压缩功能）。

❞

分布式发布订阅匹配树

FluxMQ集群节点间维护一个Root级别的订阅，订阅会分为2种:

• 本地订阅
• 远程订阅
  为了最快搜索匹配树，订阅信息会维护到每个节点中，当推送Topic通过匹配树匹配后，本地订阅直接Write消息，远程订阅走EventBus系统传输到远程节点。

数据管理

❝

2.0版本新增延迟消息跟会话消息，1.0版本也有保留消息，但是管理页面未实现可视化管理。下面我们介绍下此次改动的一些

❞

会话消息

提供分布式会话消息，会话期间Session消息持久化存储，集群宕机后重启，数据不丢失，重启集群后数据重新加载

保留消息

根据Topic保留消息，每个TOPIC仅保留一条，当传输的MQTT payload为空时，则清空保留消息。数据持久化存储，重启集群后，数据重新加载

延迟消息

❝

FluxMQ提供大批量定时下发Topic指令的能力，单机支持百万级别延迟消息指令下发，在集群模式下，FluxMQ接收到延迟指令后，会自动负载到执行节点执行，当执行节点宕机后，此节点未执行的任务会自动由其他节点继续执行，提供分布式协调任务的能力

❞

延迟Topic格式：

$DELAY/延迟秒指/TOPIC

配置持久化

基于Ignite的实现配置数据区持久化，目前持久化的数据内容有以下：

数据区	是否开启持久化
数据源配置	️
规则配置	️
ACL配置	️
系统配置	️
保留消息	️
会话消息	️
延迟消息	️
规则引擎	️
云客户端	️
协议扩展	️

规则引擎

LOG文件打印

❝

此项功能可以用于调试报文，并且于集群各节点生产独立的log文件，用于快速定位问题

❞

数据库SQL模板支持Json函数'

数据输入：

{
    "msg": {
      "id":"id",
      "body":{
        "state":1,
        "no":2
      }
    },
    "messageId": 1,
    "topic": "test",
    "qos": 1,
    "retain": false,
    "time": "2022 12-22 12:00:00",
    "clientId": "A1212313"
}

此时我只想插入msg内容下的body结构体，以下是一个通用的插入SQL语句模板：

insert into table (clientId,topic,msg) values ('${clientId}','${topic}','${json(msg.body)}')

通过json(变量名) 方式给结构体转成json字符串替换成插入字段的值

多协议模块

目前FluxMQ内置了COAP、WEBSOCKET、I1协议的组件，可以指定端口启动，启动后，可以通过MQTT与协议组件之间交互。每个客户端必须按照FluxMQ的标准进行接入。扩展协议与FluxMQ的MQTT共享以下组件：

• 认证模块
• 规则引擎
• 连接管理
• 日志管理
• 监控管理

上行指令

❝

通过规则引擎配置选择扩展协议数据类型

❞

select * from "$EVENT.EXTENSION"

传输的数据格式如下：

{
    "protocol": "I1",
    "cmd": "PUBLISH",
    "messageId": 0,
    "time": "2023-07-11 21:59:23",
    "clientId": "clientId",
    "nodeIp": "127.0.0.1",
    "clientIp": "127.0.0.1:19999",
    "body": "body"
}

字段	说明
protocol	协议名称
cmd	指令类型 - PUBLISH 推送消息 - CONNECT 连接 - CLOSE 断开
messageId	消息id
time	时间
clientIp	客户端地址
nodeIp	所在集群节点IP
body	报文，如果传输是JSON会自动转成JSON格式，否则统一UTF8字符串处理

新增一个转发WEBSOCKET协议的报文

SQL如下：

select * from "$EVENT.EXTENSION WHERE protocol='WEBSOCKET'"

新增一个转发WEBSOCKET 上报协议的报文

SQL如下：

select * from "$EVENT.EXTENSION WHERE protocol='WEBSOCKET' AND cmd ='PUBLISH'

下行指令

通过MQTT客户端下发FluxMQ集群指令，即可将指令写给扩展协议客户端，格式如下：

$PROTOCOL/协议名称/{clientId}

连接管理

启动WEBSOCKET协议插件

WEBSOCKET客户端连接

ws://123.249.9.130:7777/test

连接管理