Asp.Net Core SignalR的分布式部署

前言

在分布式环境中部署 SignalR 应用需要解决连接状态管理和消息广播问题

一、核心

• 连接状态：默认存储在内存中，多服务器无法共享

• 消息广播：需要跨服务器分发消息

• 负载均衡：需要粘性会话或替代方案

二、解决方案架构

三、实现方案

1.使用 Azure SignalR Service

1. Program.cs

   // Program.cs
   var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
   
   // 添加Azure SignalR服务
   builder.Services.AddSignalR()
       .AddAzureSignalR(options => 
       {
           options.ConnectionString = builder.Configuration["Azure:SignalR:ConnectionString"];
           options.ServerStickyMode = ServerStickyMode.Required; // 必需粘性会话
       });
   
   var app = builder.Build();
   
   // 配置路由
   app.MapHub<MyHub>("/myHub");
   app.Run();
   

2. 优点：
   • 完全托管服务
   • 自动处理扩展
   • 无需管理基础设施

2.Redis Backplane(Redis 背板方案）

1. 安装NuGet包

   Install-Package Microsoft.AspNetCore.SignalR.StackExchangeRedis
   

2. Program.cs配置

    //redisConnectionString为Redis服务器地址
   builder.Services.AddSignalR()
       .AddStackExchangeRedis(redisConnectionString, options => 
       {
           options.Configuration.ChannelPrefix = "MyAppSignalR"; // 通道前缀
       });
   
   

3.负载均衡配置

粘性会话要求

1. 示例：

   # Nginx 配置
   upstream signalr_servers {
       ip_hash; # 基于客户端IP的粘性会话
       server server1.example.com;
       server server2.example.com;
       server server3.example.com;
   }
   
   server {
       location / {
           proxy_pass http://signalr_servers;
           proxy_http_version 1.1;
           proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
           proxy_set_header Connection "upgrade";
           proxy_set_header Host $host;
       }
   }
   

无粘性会话方案（仅WebSockets）

1. 示例：

   	// 创建新连接
      state.connection = new signalR.HubConnectionBuilder()
            .withUrl(state.serverUrl, {
              skipNegotiation: true, // 尝试跳过协商步骤
              transport: signalR.HttpTransportType.WebSockets // 强制使用 WebSockets
            })
            .withAutomaticReconnect({
              nextRetryDelayInMilliseconds: retryContext => {
                state.retryCount = retryContext.previousRetryCount + 1;
                return Math.min(1000 * Math.pow(2, state.retryCount), 30000);
              }
            })
            .configureLogging(signalR.LogLevel.Debug) // 启用详细调试日志
            .build();
   

完整部署示例（Redis + Docker）

1. docker-compose.yml

   version: '3.8'
   
   services:
     webapp:
       image: my-signalr-app
       build: .
       environment:
         - Redis__ConnectionString=redis:6379
       ports:
         - "5000:80"
       depends_on:
         - redis
   
     redis:
       image: redis:alpine
       ports:
         - "6379:6379"
   

2. 应用配置

   // Program.cs
   var redisConnection = builder.Configuration["Redis:ConnectionString"];
   
   if (!string.IsNullOrEmpty(redisConnection))
   {
       builder.Services.AddSignalR()
           .AddStackExchangeRedis(redisConnection, options => 
           {
               options.Configuration.ChannelPrefix = "SignalR_My";
           });
   }
   else
   {
       builder.Services.AddSignalR();
   }
   

性能优化技巧

• 协议优化：

  builder.services.AddSignalR(options => 
  {
      options.EnableDetailedErrors = false; // 生产环境关闭
      options.MaximumReceiveMessageSize = 32 * 1024; // 32KB
  }).AddMessagePackProtocol(); // 二进制协议
  

• 横向扩展：

  .AddStackExchangeRedis(connection, options => 
  {
      options.Configuration.AbortOnConnectFail = false;
      options.Configuration.ConnectRetry = 5;
      options.Configuration.ConnectTimeout = 10000;
  });
  

• 状态管理与持久化
  • 在分布式环境中，要避免使用服务器本地状态：
    • 不要在 Hub 类中存储客户端状态，应使用外部存储（如 Redis、数据库）。
    • 考虑使用分布式缓存来存储群组信息。

    public class ChatHub : Hub
    {
        private readonly IRedisCache _cache; // 使用外部缓存
    
        public ChatHub(IRedisCache cache)
        {
            _cache = cache;
        }
    
        // 使用缓存存储用户信息
        public override async Task OnConnectedAsync()
        {
            await _cache.AddUser(Context.ConnectionId, Context.UserIdentifier);
            await base.OnConnectedAsync();
        }
    }
    

监控与故障排查

• 分布式环境下的监控尤为重要：
  • 使用 Azure Application Insights 或 Elastic Stack 监控 SignalR 连接和消息。
  • 实现自定义日志记录，跟踪消息路由和连接状态。
  • 配置健康检查端点，监控各个服务器实例的状态

安全注意事项

• 对所有 SignalR 通信使用 HTTPS。
• 在负载均衡器上配置 SSL/TLS 终止。
• 考虑使用 Azure AD 或 JWT 进行身份验证。

四、部署策略选择

• 根据实际需求选择合适的部署方案：
  • Azure 环境：推荐使用 Azure SignalR 服务 + Azure App Service。
  • 自托管环境：使用 Redis Backplane + Kubernetes 或 Docker Swarm。
  • 混合云环境：结合 Azure SignalR 服务与本地部署。

总结

• 分布式部署 SignalR 的关键在于：
  • 使用消息代理实现服务器间通信。
  • 合理配置负载均衡器，支持会话亲和性和 WebSocket。
  • 避免使用服务器本地状态，采用外部存储。
  • 加强监控，及时发现并解决问题。