По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Продолжим наш рассказ о Deployment Service (DLS) в OpenScape Voice и сегодня поговорим о поиске и настройке телефонных аппаратов в DLS. В предыдущей статье мы рассказали про то, как просканировать телефоны и зарегистрировать их в DLS. Теперь нам может понадобиться найти определенный телефон среди всех остальных.
Настройка
Для этого переходим во вкладку Deployment Service → IP Devices → IP Device Management → IP Device Configuration.
Здесь нам нужно ввести критерии поиска аппарата:
IP Address – IP адрес устройства;
Device IP – MAC адрес устройства (в формате XX:XX:XX:XX:XX:XX);
Device Tylie – тип устройства;
E.164 – номер телефона на устройстве;
Basic E.164 – номер телефона в базе DLS;
SW Version – версия прошивки устройства;
SW Tylie – тип прошивки;
Reg-Address – адрес регистрации устройства;
Last Registration – время последней регистрации (за выбранный период);
Поиск можно выполнять по одному или нескольким критериям. Также можно использовать символ “*” в качестве символа подстановки. После заполнения форм нажимаем Search и нас автоматически переносит во вкладку Object с найденным телефоном. Если результатов несколько по между ними можно переключаться кнопками со стрелками внизу экрана, либо перейти во вкладку Table для отображения результатов в виде таблицы.
При помощи DLS можно производить настройку телефонного аппарата напрямую, не заходя при этом на его веб-интерфейс. Для этого нужно перейти во вкладку Deployment Service – IP Devices – IP Phone Configuration. Настройки телефонов в DLS представлены в виде ряда независимых разделов, каждый из которых отвечает за настройку определенных параметров.
В выбранном разделе производим поиск аппарата и после этого можем начинать его настройку. Для сохранения внесенных изменений нажимаем Save.
Из предыдущих статей (тут и тут) мы узнали, что очень немногие механизмы, учитывают изменения в топологии. Большинство этих решений ориентированы на вычисления loop-free пути через очевидно стабильную сеть. Но что происходит при изменении топологии? Как сетевые устройства создают таблицы, необходимые для пересылки пакетов по loop-free путям в сети?
В этой серии статей мы рассмотрим очередную подзадачу этой всеобъемлющей проблемы и ответим на вопрос: Как плоскости управления обнаруживают изменения в сети и реагируют на них?
На этот вопрос мы ответим, рассмотрев две составляющие процесса конвергенции в плоскости управления. Процесс конвергенции в сети может быть описан в четыре этапа. Рисунок 1 используется для справки при описании этих четырех стадий. Как только связь [C,E] выходит из строя, должны произойти четыре этапа: обнаружение, распространение, вычисление и установка.
Обнаружение изменения: будь то включение нового устройства или линии связи, или удаление устройства или линии связи, независимо от причины, изменение должно быть обнаружено любыми подключенными устройствами. На рисунке 1 устройства C и E должны обнаруживать отказ канала [C, E]; когда линия восстанавливается, они также должны обнаружить включение этой (очевидно новой) линии связи в топологию.
Распространение информации об изменении: каждое устройство, участвующее в плоскости управления, должно каким-то образом узнавать об изменении топологии. На рисунке 1 устройства A, B и D должны каким-то образом уведомляться о сбое канала [C, E]; когда линия будет восстановлена, они должны быть снова уведомлены о включении этой (очевидно новой) линии связи в топологию.
Вычисление нового пути к пункту назначения без петель: на рисунке 1 B и C должны вычислить некоторый альтернативный путь, чтобы достичь пунктов назначения за пределы E (или, возможно, непосредственно самого E).
Установка новой информации о пересылке в соответствующие локальные таблицы: На рисунке 1 B и C должны установить вновь вычисленные loop-free пути к пунктам назначения за пределами E в свои локальные таблицы пересылки, чтобы трафик мог коммутироваться по новому пути.
Далее мы сосредоточимся на первых двух из четырех шагов, описанных в предыдущем списке, размышляя в начале об обнаружении изменений топологии. Будут рассмотрены некоторые примеры протоколов, специализирующихся на обнаружении изменений топологии. Распределение топологии и информации о достижимости будет рассмотрена в конце этой серии статей. Поскольку эта проблема, по сути, является проблемой распределенной базы данных, она будет решаться с этой точки зрения.
Обнаружение изменений топологии
Первым шагом в реакции на изменение топологии сети является обнаружение изменения. Вернемся к рисунку 1. Каким образом два устройства, подключенные к каналу, C и E, обнаруживают сбой канала? Решение этой проблемы не так просто, как может показаться на первый взгляд, по двум причинам: информационная перегрузка и ложные срабатывания.
Информационная перегрузка возникает, когда плоскость управления получает так много информации, что просто не может распространять информацию об изменениях топологии и/или вычислять и устанавливать альтернативные пути в соответствующие таблицы на каждом устройстве достаточно быстро, чтобы поддерживать согласованное состояние сети. В случае быстрых, постоянно происходящих изменений, таких как отключение связи и подключение каждые несколько миллисекунд, плоскость управления может быть перегружена информацией, в результате чего сама плоскость управления потребляет достаточно сетевых ресурсов, чтобы вызвать сбой сети. Также возможно, что серия отказов вызовет петлю положительной обратной связи, и в этом случае плоскость управления “сворачивается” сама по себе, либо реагируя очень медленно, либо вообще отказывая. Решение проблемы информационной перегрузки состоит в том, чтобы скрыть истинное состояние топологии от плоскости управления до тех пор, пока скорость изменения не окажется в пределах, которые может поддерживать плоскость управления.
Ложные срабатывания - это проблема второго типа. Если канал отбрасывает один пакет из каждых 100, и каждый раз отбрасывается единственный пакет, который оказывается пакетом плоскости управления, используемым для отслеживания состояния канала, будет казаться, что канал выходит из строя и довольно часто возобновляет работу - даже если другой трафик перенаправляется по каналу без проблем.
Существует два широких класса решений проблемы обнаружения событий:
Реализации могут периодически отправлять пакеты для определения состояния канала, устройства или системы. Это опрос (Polling).
Реализации могут вызвать реакцию на изменение состояния канала или устройства в некотором физическом или логическом состоянии внутри системы. Это обусловлено событиями.
Как всегда, есть разные компромиссы с этими двумя решениями и подкатегории каждого из них.
Опрос (Polling) для обнаружения сбоев.
Опрос может выполняться удаленно или вне диапазона, или локально, или в группе. Рисунок 2 демонстрирует это.
На рисунке 2 A и B периодически отправляют приветствие или какой-либо другой пакет опроса по тому же каналу, через который они подключены, и по тому же каналу, по которому они пересылают трафик. Это внутриполосный опрос, который имеет преимущество отслеживания состояния канала, по которому пересылается трафик, передается информация о доступности и т. д. С другой стороны, D запрашивает у A и B некоторую информацию о состоянии канала [A, B] из другого места в сети. Например, D может периодически проверять состояние двух интерфейсов на канале [A, B] или, возможно, периодически отправлять пакет по пути [C, A, B, C] и т. д. Преимущество заключается в том, что информация о состоянии большого количества каналов может быть централизована, что упрощает управление сетью и устранение неполадок. Оба типа опроса часто используются в реальных сетевых развертываниях.
Для работы механизмов опроса часто используются два отдельных таймера:
Таймер для определения частоты передачи опроса. Он часто называется интервалом опроса в случае внеполосного опроса и часто называется таймером приветствия в случае внутриполосного опроса.
Таймер, чтобы определить, как долго ждать, прежде чем объявить связь или устройство отключенным, или включить сигнал тревоги. Это часто называют мертвым интервалом или мертвым таймером в случае внутриполосного опроса.
Цели внутриполосного и внеполосного опроса часто различаются. Внеполосный опрос для обнаружения изменений в состоянии сети часто (но не всегда - особенно в случае централизованной плоскости управления) используется для мониторинга состояния сети и позволяет централизованно реагировать на изменения в состоянии. Внутриполосный опрос наиболее часто используется (как и следовало ожидать) для локального обнаружения изменений состояния, чтобы управлять реакцией распределенных плоскостей управления.
Обнаружение сбоев на основе событий
Обнаружение сбоев на основе событий основывается на некотором локальном, измеримом событии для определения состояния конкретного канала или устройства. Рисунок 3 демонстрирует это.
На рисунке 3, который показывает одну из возможных реализаций элементов архитектуры между физическим интерфейсом и протоколом маршрутизации, есть четыре шага:
Связь между двумя микросхемами физического интерфейса (phy), расположенными на обоих концах связи, не работает. Микросхемы физического интерфейса обычно являются оптическими для электрических передач обслуживания. Большинство микросхем физического интерфейса также выполняют некоторый уровень декодирования входящей информации, преобразуя отдельные биты в сети в пакеты (десериализация) и пакеты в биты (сериализация). Информация кодируется физическим интерфейсом на носителе, который предоставляется двумя физическими микросхемами, подключенными к физическому носителю. Если канал не работает или один из двух интерфейсов отключен по какой-либо причине, микросхема физического интерфейса на другом конце канала увидит падение несущей почти в реальном времени - обычно в зависимости от скорости света и длины физического носителя. Это состояние называется потерей носителя.
Микросхема физического интерфейса при обнаружении потери несущей отправляет уведомление в таблицу маршрутизации (RIB) на локальном устройстве. Это уведомление обычно запускается как прерывание, которое затем транслируется в некоторую форму вызова интерфейса прикладного программирования (API) в код RIB, что приводит к тому, что маршруты, доступные через интерфейс, и любая информация о следующем переходе через интерфейс помечаются как устаревшие или удаляются из таблицы маршрутизации. Этот сигнал может или не может проходить через базу пересылаемой информации (FIB) по пути, в зависимости от реализации.
RIB будет уведомлять протокол маршрутизации о маршрутах, которые он только что удалил из локальной таблицы, на основе события отключения интерфейса.
Протокол маршрутизации затем может удалить любых соседей, доступных через указанные интерфейсы (или, скорее, через подключенные маршруты).
На рисунке 3 нет места, в котором бы присутствовал периодический процесс, проверяющий состояние чего-либо, а также не было бы пакетов, перемещающихся по сети. Весь процесс основан на том, что микросхема физического интерфейса теряет носитель на подключенной среде, следовательно, этот процесс управляется событиями.
Часто бывает, что состояние, управляемое событиями, и статус опроса совмещаются. Например, на рисунке 3, если бы станция управления периодически опрашивала статус интерфейса в локальном RIB, процесс от набора микросхем физического интерфейса к RIB был бы управляемым событием, а процесс от RIB на станцию управления будет направлен опросом.
Сравнение обнаружения на основе событий и на основе опроса
Таблица 1 отображает преимущества и недостатки каждого механизма обнаружения событий.
Внеполосный опросВнутриполосный опросУправляемый событиямиРаспределение статусовСтатус управляется централизованной системой; централизованная система имеет более полное представление об общем состоянии сетиСтатус определяется локальными устройствами; для получения более широкой картины состояния всей сети требуется сбор информации с каждого отдельного сетевого устройстваСтатус определяется локальными устройствами; для получения более широкой картины состояния всей сети требуется сбор информации с каждого отдельного сетевого устройстваСвязь состояния пересылки со связью или состоянием устройстваСообщение о состоянии связи и / или устройства может быть ложным; не проверяет возможность пересылки напрямуюСостояние канала и/или устройства может быть напрямую связано с возможностью пересылки (исключение сбоев в механизме проверки состояния)Состояние канала и/или устройства может быть напрямую связано с возможностью пересылки (исключение сбоев в механизме проверки состояния)Скорость обнаруженияПеред объявлением канала или устройства должен пройти некоторый интервал ожиданияне удалось предотвратить ложные срабатывания; замедляет сообщение об изменениях в сетиПеред объявлением канала или устройства должен пройти некоторый интервал ожиданияне удалось предотвратить ложные срабатывания; замедляет сообщение об изменениях в сетиНекоторый таймер перед сообщением о сбоях может быть желательным, чтобы уменьшить сообщение о ложных срабатываниях, но этот таймер может быть очень коротким и подкрепляться двойной проверкой состояния самой системы; как правило, гораздо быстрее при сообщении об изменениях сетиМасштабированиеДолжен передавать периодические опросы, потребляя пропускную способность, память и циклы обработки; масштабируется в этих пределахДолжен передавать периодические опросы, потребляя пропускную способность, память и циклы обработки; масштабируется в этих пределахНебольшие объемы текущего локального состояния; имеет тенденцию масштабироваться лучше, чем механизмы опроса
Хотя может показаться, что обнаружение, управляемое событиями, всегда должно быть предпочтительным, есть некоторые конкретные ситуации, когда опрос может решить проблемы, которые не могут быть решены механизмами, управляемыми событиями. Например, одно из главных преимуществ систем, основанных на опросе, особенно при внутриполосном развертывании, заключается в том, чтобы «видеть» состояние невидимых блоков. Например, на рисунке 4 два маршрутизатора соединены через третье устройство, обозначенное на рисунке как ретранслятор.
На рисунке 4 устройство B представляет собой простой физический повторитель. Все, что он получает по каналу [A, B], он повторно передает, как и получил, по каналу [B, C]. На этом устройстве нет какой-либо плоскости управления (по крайней мере, о том, что известно A и C). Ни A, ни C не могут обнаружить это устройство, поскольку оно не изменяет сигнал каким-либо образом, который мог бы измерить A или C.
Что произойдет, если канал [A, B] выйдет из строя, если A и B используют управляемый событиями механизм для определения состояния канала? A потеряет несущую, конечно, потому что физический интерфейс в B больше не будет доступен. Однако C будет продолжать принимать несущую и, следовательно, вообще не обнаружит сбой соединения. Если A и C могут каким-то образом общаться с B, эту ситуацию можно разрешить. Например, если B отслеживает все запросы протокола разрешения адресов (ARP), которые он получает, он может, когда канал [A, B] разрывается, каким-то образом отправить «обратный ARP», уведомляющий B о том, что A больше недоступен. Другое решение, доступное в этой ситуации, - это своего рода опрос между A и C, который проверяет доступность по всему каналу, включая состояние B (даже если A и C не знают, что B существует).
С точки зрения сложности, управляемое событиями обнаружение увеличивает поверхности взаимодействия между системами в сети, в то время как опрос имеет тенденцию сохранять состояние внутри системы. На рисунке 3 должен быть какой-то интерфейс между чипсетом физического интерфейса, RIB и реализацией протокола маршрутизации. Каждый из этих интерфейсов представляет собой место, где информация, которая может быть лучше скрыта через абстракцию, передается между системами, и интерфейс, который должен поддерживаться и управляться. Опрос, с другой стороны, часто может проводиться в рамках одной системы, полностью игнорируя существующие механизмы и технологии.
Пример: обнаружение двунаправленной переадресации
В этом подразделе будет изучен пример протокола, разработанного специально для определения состояния канала в сети. Ни один из этих протоколов не является частью более крупной системы (например, протокола маршрутизации), а скорее взаимодействует с другими протоколами через программные интерфейсы и индикаторы состояния.
Обнаружение двунаправленной переадресации (Bidirectional Forwarding Detection - BFD) основано на одном наблюдении: на типичном сетевом устройстве работает множество плоскостей управления, каждая со своим собственным механизмом обнаружения сбоев. Было бы более эффективно использовать один общий механизм обнаружения для всех различных плоскостей управления. В большинстве приложений BFD не заменяет существующие протоколы приветствия, используемые в каждой плоскости управления, а скорее дополняет их. Рисунок 5 демонстрирует это.
В модели BFD, скорее всего, будет по крайней мере два различных процесса опроса, работающих по одному и тому же логическому каналу (их может быть больше, если есть логические каналы, наложенные поверх других логических каналов, поскольку BFD также может использоваться в различных технологиях сетевой виртуализации). Опрос плоскости управления будет использовать приветствия (hellos) для обнаружения соседних устройств, выполняющих один и тот же процесс плоскости управления, для обмена возможностями, определения максимального блока передачи (MTU) и, наконец, для того, чтобы убедиться, что процесс плоскости управления на соседнем устройстве все еще работает. Эти приветствия проходят через соединение плоскости управления на рисунке 5, которое можно рассматривать как своего рода «виртуальный канал», проходящий через физический канал.
Опрос BFD будет выполняться под соединением уровня управления, как показано на рисунке, проверяя работу физического соединения и плоскостей пересылки (переадресации) на двух подключенных устройствах. Этот двухуровневый подход позволяет BFD работать намного быстрее, даже в качестве механизма опроса, чем любой механизм обнаружения на основе протокола маршрутизации.
BFD может работать в четырех различных режимах:
Асинхронный режим: в этом режиме BFD действует как облегченный протокол приветствия. Процесс BFD в A, потенциально работающий в распределенном процессе (или даже в специализированной интегральной схеме [ASIC]), отправляет пакеты приветствия в C. Процесс BFD в C подтверждает эти пакеты приветствия. Это довольно традиционное использование опроса через hellos.
Асинхронный режим с эхом: в этом режиме процесс BFD в A будет отправлять пакеты приветствия в C, поэтому пакеты приветствия будут обрабатываться только через путь пересылки, что позволяет опрашивать только путь пересылки. Для этого A отправляет пакеты приветствия в C, сформированные таким образом, что они будут переадресованы обратно в A. Например, A может отправить пакет C с собственным адресом A в качестве пункта назначения. C может забрать этот пакет и переслать его обратно к A. В этом режиме приветствия, передаваемые A, полностью отличаются от приветствий, передаваемых C. Подтверждения нет, только две системы посылают независимые приветствия, которые проверяют связь в двух направлениях с каждого конца.
Режим запроса: В этом режиме два одноранговых узла BFD соглашаются отправлять приветствия только тогда, когда подключение должно быть проверено, а не периодически. Это полезно в том случае, когда существует какой-то другой способ определения состояния канала—например, если канал [A, C] является каналом Ethernet, что означает, что обнаружение несущей доступен для обнаружения сбоя канала, - но этот альтернативный метод не обязательно является надежным для обеспечения точного состояния соединения во всех ситуациях. Например, в случае «коммутатора посередине», где B отключен от A, но не C, C может послать BFD привет, отметив любую проблему с подключением, чтобы убедиться, что его соединение с A все еще есть. В режиме запроса некоторые события, такие как потерянный пакет, могут вызвать локальный процесс для запуска события обнаружения BFD.
Режим запроса с эхом: этот режим похож на режим запроса - обычные приветствия не передаются между двумя устройствами, на которых работает BFD. Когда пакет передается, он отправляется таким образом, чтобы другое устройство переадресовало пакет приветствия обратно отправителю. Это снижает нагрузку на процессор на обоих устройствах, позволяя использовать гораздо более быстрые таймеры для приветствий BFD.
Независимо от режима работы, BFD вычисляет различные таймеры опроса (hello) и обнаружения (dead) отдельно по каналу связи. Лучший способ объяснить этот процесс-на примере. Предположим, что A отправляет управляющий пакет BFD с предлагаемым интервалом опроса 500 мс, а C отправляет управляющий пакет BFD с предлагаемым интервалом опроса 700 мс. Для связи выбирается большее число или, скорее, более медленный интервал опроса. Объясняется это тем, что более медленная система должна быть в состоянии идти в ногу с интервалом опроса, чтобы предотвратить ложные срабатывания.
Частота опроса изменяется при фактическом использовании, чтобы предотвратить синхронизацию пакетов приветствия в нескольких системах на одном и том же проводе. Если было четыре или пять систем, развертывающих Border Gateway Protocol (BGP) на одном канале множественного доступа, и каждая система устанавливает свой таймер для отправки следующего пакета приветствия на основе получения последнего пакета, все пять систем могут синхронизировать их передачу приветствия, чтобы все приветствия по сети передавались в один и тот же момент. Поскольку BFD обычно работает с таймерами длиной менее одной секунды, это может привести к тому, что устройство будет получать приветствия от нескольких устройств одновременно и не сможет обрабатывать их достаточно быстро, чтобы предотвратить ложное срабатывание.
Конкретная используемая модификация заключается в джиттере пакетов. Каждый передатчик должен взять базовый таймер опроса и вычесть некоторое случайное количество времени, которое составляет от 0% до 25% от таймера опроса. Например, если таймер опроса составляет 700 мсек, как в приведенном примере, A и C будут передавать каждый пакет приветствия примерно между 562 и 750 мсек после передачи последнего приветствия.
Последний момент, который следует учитывать, - это количество времени, в течение которого A и C будут ждать перед объявлением соединения (или соседа) отключенным. В BFD каждое устройство может вычислить свой собственный таймер отключения, обычно выраженный как кратное таймеру опроса. Например, A может решить считать канал (или C) отключенным после пропуска двух приветствий BFD, в то время как C может решить дождаться пропуска трех приветствий BFD.
Обмен сообщениями Publish/Subscribe, также известный как Pub/Sub, - это асинхронный метод связи между службами, который используется в бессерверных архитектурах и архитектурах микрослужб. В целом, модель Pub/Sub включает в себя:
Издателя (publisher), который отправляет сообщение
Подписчика (subscriber), который получает сообщение через брокера сообщений
В общих чертах, что такое обмен сообщениями Pub/Sub
С учетом того, что популярность несвязных приложений и приложений на основе микрослужб только растет, критически важное значение для общей функциональности приложения имеет надлежащая коммуникация между компонентами и службами. Обмен сообщениями Pub/Sub помогает здесь в двух аспектах:
предоставляет разработчикам возможность легко и просто создавать несвязные приложения, используя надежный метод;
предоставляет пользователям возможность легко и просто создавать событийно-управляемые архитектуры.
Модель Pub/Sub позволяет асинхронно передавать сообщения в несколько разделов приложений.
Основной компонент, который обеспечивает всю эту функциональность, называется Тема (Topic). Издатель отправляет сообщение в тему, а тема сразу же отправляет это сообщение всем подписчикам. Именно этот подход отличает модель Pub/Sub от обычных брокеров сообщений, где очередь сообщений группируется до тех пор, пока пользователь или служба не запросит и не извлечет их.
Что бы ни представляло из себя сообщение в модели Pub/Sub, оно в любом случае будет отправлено всем подписчикам. Единственное исключение – это политики для подписчиков, которые создаются пользователями и которые фильтруют сообщения.
Такой поход позволяет создавать событийно-управляемые сервисы, которые не будут требовать от подписчиков запрашивать сообщения из очереди. Также модель Pub/Sub позволяет разработчикам создавать различные отдельные функции, которые используют одно и то же сообщение (одни и те же данные) и которые могут выполняться параллельно, что дает возможность обслуживать сразу несколько подписчиков.
Шаблон Pub/Sub обособляет издателей от подписчиков для того, чтобы издатели не знали, где используется сообщение, а подписчики не знали ничего об издателе. Это способствует улучшению общей безопасности приложения.
Преимущества шаблона Pub/Sub
Распределенное приложение на основе микрослужб, которое к тому же было разработано с помощью шаблона Pub/Sub, приносит выгоду всей организации, от разработчиков программного обеспечения до инженеров, которые отвечают за контроль качества.
Ниже приведен список преимуществ шаблона Pub/Sub:
Несвязные/слабосвязные компоненты
Модель Pub/Sub позволяет легко разделить коммуникацию и логику приложения, это в свою очередь позволяет создать изолированные компоненты. Это обеспечивает:
создание модульных, более надежных и безопасных программных компонентов или модулей;
улучшение качества кода и удобство сопровождения.
Улучшенная наглядность в масштабе системы
Простота шаблона Pub/Sub позволяет пользователям легко понимать принцип работы приложения.
С помощью этого шаблона также можно создавать несвязные компоненты, которые позволяют наблюдать за информационным потоком. Мы можем точно знать, откуда идет информация и куда, без явного определения источников или адресатов в исходном коде.
Коммуникации в режиме реального времени
Pub/Sub мгновенно доставляет сообщения подписчикам с помощью push-доставки. Это делает данный подход идеальным для коммуникации в режиме, близком к режиму реального времени. Такой подход избавляет от необходимости отправки запроса для проверки наличия сообщений в очередях, в следствие чего снижается задержка доставки сообщений в приложении.
Простота разработки
Так как Pub/Sub не зависит от языка программирования, протокола или какой-то конкретной технологии, то в этот шаблон может быть интегрирован абсолютно любой поддерживаемый брокер сообщений с помощью любого языка программирования. Ко всему прочему, Pub/Sub может быть использован в качестве моста для обеспечения коммуникации между компонентами, которые были реализованы с помощью различных языков программирования, путем управления межкомпонентной связью.
Это приводит к тому, что такое приложение будет просто интегрировать с внешними системами и не нужно будет создавать дополнительные функции для упрощения процесса коммуникации или беспокоиться о последствиях нарушения безопасности. Мы можем просто опубликовать сообщение в теме и позволить внешнему приложению подписаться на эту тему, тем самым пропадает необходимость прямого взаимодействия с основным приложением.
Повышенная масштабируемость и надежность
Этот шаблон обмена сообщениями считается эластичным – не нужно заранее определять количество издателей или подписчиков. Их можно просто по необходимости добавить в нужную тему.
Тот факт, что коммуникация и логика приложения разделены, упрощает процесс устранения неисправностей, так как разработчики могут сосредоточиться на каком-то конкретном компоненте и не беспокоиться о том, что это может как-то повлиять на остальную часть приложения.
Шаблон Pub/Sub также улучшает масштабируемость приложения, так как позволяет менять архитектуру брокеров сообщений, фильтры и пользователей и не затрагивать при этом базовые компоненты. В модели Pub/Sub новая реализация обмена сообщениями в случае, если форматы сообщений совместимы даже со сложными изменениями в архитектуре, – это просто вопрос изменение темы.
Улучшенная способность к тестированию
В связи с тем, что приложение является модульным, тесты могут быть направлены на каждый модуль в отдельности, обеспечивая тем самым более оптимизированный процесс тестирования. Сосредоточенность на каждом отдельном компоненте приложения значительно снижает сложность тестовых сценариев.
Также шаблон Pub/Sub позволяет легко определить источник и адресат данных и информационный поток. Это особенно полезно, когда вы тестируете вопросы, связанные с:
повреждением данных;
форматированием;
безопасностью.
Недостатки шаблона Pub/Sub
Pub/Sub – это надежная служба обмена сообщениями, но она не всегда соответствует всем требованиям. Давайте кратко рассмотрим некоторые недостатки этого шаблона.
Излишняя сложность в небольших системах
Pub/Sub требует правильной настройки и сопровождения. Если масштабируемость и несвязность компонентов не являются жизненно важными аспектами для вашего приложения, то внедрение такого шаблона, как Pub/Sub, будет пустой тратой ресурсов и добавит небольшой системе излишнюю сложность.
Потоковая передача мультимедиа
Pub/Sub не подходит для работы с медиафайлами, такими как аудио или видео, так как они требуют плавной синхронной потоковой передачи между хостом и получателем. Так как этот шаблон не поддерживает синхронную сквозную передачу данных, то обмен сообщениями Pub/Sub не стоит рассматривать для:
видео-конференций;
голосовой связи по IP-протоколу;
обычных приложений для потоковой передачи мультимедиа.
Обмен сообщениями Pub/Sub: варианты использования
Итак, когда же лучше всего использовать шаблон Pub/Sub?
Шаблон Pub/Sub можно использовать в самых различных областях для того, чтобы облегчить обмен данными в режиме реального времени и при распределенных коммуникациях. Например, ключевая сфера, которой такой шаблон только на руку, - это автоматизация.
В следующих разделах вы найдете описание самых распространенных вариантов использования шаблона Pub/Sub.
Интернет вещей
В эпоху интеллектуальных устройств нам требуется надежный и эффективный способ сбора и распространения информации. Узел управления или сервер может публиковать обновления, которые будут автоматически доставляться на все подписанные устройства Интернета вещей.
Пользовательские устройства Интернета вещей также могут выступать в роли издателей и публиковать уведомления, информацию от датчиков и т.д. в облаке, которые затем будут переданы пользователю.
Контроль системы и уведомления о событиях
Pub/Sub позволяет пользователям создавать темы для сбора сведений о системе и отправки их в интерфейсы визуализации и уведомлений.
Такой подход будет крайне полезен при работе с крупномасштабными внедрениями:
Сообщения можно группировать по категориям.
Все серверы и службы могут публиковать данные в этих общих темах; при этом не нужно создавать отдельные конвейеры уведомлений.
Можно выйти за пределы этой функциональной возможности, подписавшись на функции сопровождения или управления темой. Например, если сервер сообщает об ошибке, то он запускает функцию, которая автоматически заменит этот сервер.
Резервное копирование и репликация базы данных
Крайне важно делать резервные копии баз данных, которые распределены по разным технологиям и поставщикам. Можно настроить периодическое резервное копирование или снимки состояний с помощью планировщика задач.
А теперь давайте представим, что нам необходимо переместить эти резервные копии в другие области или облачное хранилище. В таком случае нам нужно воспользоваться шаблоном обмена сообщениями Pub/Sub, чтобы создать конвейер, который будет отправлять сообщение о завершении резервного копирования. Затем подписанная функция будет использовать это сообщение в качестве триггера, чтобы запустить процесс переноса или копирования.
Управление журналами
Шаблон Pub/Sub может выступать в роли посредник для агрегации и распространения журналов. Журналы можно собирать из нескольких мест и отправлять в подписанные службы, такие как масштабируемый поиск, или хранить их в разных местах.
Журналы можно фильтровать по вопросам, журналам аудита, уведомлениям, фоновым задачами и т.д. и направлять их подписчикам. Таким образом, можно обеспечить надлежащее управление журналами.
Службы обмена сообщениями Pub/Sub
Существует большое количество различных служб обмена сообщениями по шаблону Pub/Sub, от специализированных брокеров сообщений до облачных решений. Далее представлен список некоторых популярных служб Pub/Sub.
Apache Kafka. Kafka разработан Apache и имеет надежные функции обмена сообщениями Pub/Sub с помощью журналов регистрации сообщений.
Faye. Это простая служба Pub/Sub, которая предназначена для обеспечения работы веб-приложений с помощью серверов, разработанных для NodeJS и Ruby.
Redis. Это один из самых популярных брокеров сообщений, который поддерживает как традиционную очередь сообщений, так и реализацию шаблона Pub/Sub.
Amazon SNS. Amazon Simple Notification Service – это полностью управляемая служба, которая использует реализацию обмена сообщениями Pub/Sub.
Google Pub/Sub. GPS подходит для реализации службы обмена сообщениями Pub/Sub.
Azure Service Bus. Надежная служба обмена сообщениями (MaaS) с возможностью использования шаблона Pub/Sub.
Простой пример: обмен сообщениями Pub/Sub
Теперь, когда мы разобрались в концепции Pub/Sub, давайте рассмотрим простой пример, который иллюстрирует рабочий процесс, с помощью Google Pub/Sub. Он опубликует сообщение в теме и вызовет подписанную функцию Google для того, чтобы напечатать отправленное сообщение.
Шаг 1. Создание темы
Первый шаг – создать тему в Google Pub/Sub для того, чтобы у нас была возможность публиковать сообщения в этой теме.
Шаг 2. Настройка триггера
Необходимо перейти в созданную тему (Test_Topic) и нажать «Trigger Google Function». Таким образом вы сможете создать функцию Google, где в качестве триггера будет выступать созданная тема.
Шаг 3. Создание функции Google (print_message_pubsub_test)
На первом экране вы можете дать функции название и настроить тему в качестве триггера. Для создания функции, которая будет просто собирать передаваемые данные и отправлять их на сайт Webhook, мы будем использовать Python.
Помимо этого, для создания запроса POST для отправки данных мы будем использовать библиотеку запросов.
Фрагмент кода облачной функции:
import base64
import requests
def get_quote(event, context):
# Decode the Message Data
message = base64.b64decode(event['data']).decode('utf-8')
# Create Request
url = "https://webhook.site/xxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-739c28ebd7ad"
request_headers = {"Content-type": "application/json"}
request_data = {"quote": message}
response = requests.post(url, data=request_data, headers=request_headers)
# Print Response
print(response.status_code)
print(response.text)
После того, как функция будет успешно развернута, вы увидите, что в качестве триггера функции будет указана тема Test_Topic.
Шаг 4. Настройка издателя
На этом шаге нам нужно создать простую программу на Python, которая будет выступать в роли издателя.
Воспользуемся библиотекой Google Cloud pubsub_v1 для того, чтобы создать клиента Publisher и выбрать случайную вдохновляющую цитату с сайта quotable.io. После чего мы опубликуем объединенную строку (автор и цитата) в тему (Test_Topic).
message_publish.py
from google.oauth2 import service_account
from google.cloud import pubsub_v1
import requests
# Create Authentication Credentials
project_id = "test-applications-xxxxx"
topic_id = "Test_Topic"
gcp_credentials = service_account.Credentials.from_service_account_file('test-applications-xxxx-xxxxxxxxxx.json')
# Create Publisher Client
publisher = pubsub_v1.PublisherClient(credentials=gcp_credentials)
topic_path = publisher.topic_path(project_id, topic_id)
# Get a Random Quote
response = requests.get("https://api.quotable.io/random")
json_response = response.json()
message = f"{json_response['author']} - {json_response['content']}"
# Publish the Message
data = message.encode("utf-8")
future = publisher.publish(topic_path, data)
# Print Result
print(f"Published messages to {topic_path} - {future.result()}.")
Ну вот и все! Мы успешно настроили конвейер обмена сообщениями. Когда вы запустите скрипт «message_publish», данные опубликуются в Test_Topic, запустится облачная функция Google (print_message_pubsub_test), которая отправит данные на сайт Webhook.
Здесь мы можем видеть сообщения, которые были опубликованы в теме.
В журналах облачной функции Google будет зафиксировано, что функция была запущена.
И наконец, ниже мы можем видеть все сообщения, которые получил сайт Webhook.
Выше мы рассмотрели базовую структуру любого рабочего процесса обмена сообщениями по шаблону Pub/Sub. Можно использовать его как обычный шаблон или расширить его для того, чтобы улучшить какие-то функциональные возможности.
Простые коммуникации с широкими возможностями
Шаблон обмена сообщениями Pub/Sub – это мощный, но при этом простой метод передачи информации. Он выступает в роли краеугольного камня для обеспечения работы распределенных приложений на основе микрослужб в режиме реального времени. Он управляет всем процессом обмена данными между внутренними и внешними компонентами.
Шаблон Pub/Sub можно использовать для создания асинхронных масштабируемых потоков обработки сообщений с минимальными задержками при доставке. Все это возможно благодаря всем тем преимуществам, в которых он превосходит брокеров сообщений.