FreeSwitch的mod_distributor模块介绍【初步规划用来做路由优先级】

最新推荐文章于 2025-04-27 09:35:31 发布
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分类专栏： VOIP那些事 文章标签： freeswitch
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版权

FreeSWITCH 的 mod_distributor 模块详解及应用场景

模块概述

mod_distributor 是 FreeSWITCH 中一个用于动态分配呼叫或任务的模块，其核心功能是将传入的请求（如 SIP 呼叫、消息等）按预设策略分发到多个目标节点或坐席。它通常用于实现负载均衡、高可用性及灵活的呼叫路由。

核心功能与工作原理

  1. 分配策略：

    • 轮询（Round Robin）：依次分配请求，确保各节点均匀负载。
    • 随机（Random）：随机选择目标节点，避免集中压力。
    • 基于权重（Weighted）：根据节点处理能力分配不同权重，优先级更高的节点接收更多请求。
    • 最少连接（Least Connections）：将请求导向当前活跃连接最少的节点。

  2. 动态节点管理：

    • 支持运行时动态添加或移除节点，无需重启服务。
    • 提供健康检查机制，自动排除故障节点，确保请求仅分配给可用资源。

  3. 集成接口：

    • 通过 FreeSWITCH 的 XML/HTTP API 或 Event Socket 与其他系统交互。
    • 可与数据库或外部控制逻辑结合，实现复杂分发逻辑（如基于客户优先级分配）。
配置与使用

  1. 启用模块：
    在 conf/autoload_configs/modules.conf.xml 中添加：

    <load module="mod_distributor"/>

  2. 定义节点池：
    在 XML 配置文件（如 distributor.conf.xml）中配置目标节点：

    <nodes>
  <node name="node1" weight="5" url="sofia/internal/sip:agent1@domain"/>
  <node name="node2" weight="3" url="sofia/internal/sip:agent2@domain"/>
</nodes>

  3. 路由逻辑：
    在 Dialplan 中调用分发策略：

    <action application="distributor" data="round-robin my_node_pool"/>
应用场景

  1. 呼叫中心负载均衡：

    • 将大量来电均匀分配给坐席，避免单个坐席过载。结合技能组（通过权重），优先路由给高级支持团队。

  2. 多节点高可用架构：

    • 在多个 FreeSWITCH 实例间分配 SIP 请求，提升系统容错能力。若某节点故障，自动将流量切换到健康节点。

  3. 云通信平台扩展：

    • 横向扩展处理能力，根据实时负载动态增减节点（如 Kubernetes 弹性伸缩），应对突发流量。

  4. 多租户资源隔离：

    • 为不同客户分配独立节点池，确保资源公平使用，防止某一租户占用过多资源。
最佳实践与注意事项
  • 健康检查配置：定期检测节点状态（如 SIP OPTIONS 心跳），避免将请求分配给宕机节点。
  • 性能监控：结合 mod_snmp 或外部监控工具，跟踪分发效率及节点负载。
  • 算法选择：高并发场景建议使用“最少连接”，确保实时负载均衡；简单轮询适合节点性能均匀的环境。
  • 安全隔离：在分发时验证请求来源，防止恶意流量占用资源。
与其他模块对比
  • mod_callcenter：专为呼叫中心设计，支持队列管理、坐席状态监控等，而 mod_distributor 更轻量，适合基础分发。
  • mod_hash：通过一致性哈希实现持久会话（同一用户固定到某节点），而 mod_distributor 侧重即时负载均衡。
总结

mod_distributor 是构建弹性通信系统的关键组件，通过灵活的分发策略提升资源利用率和系统可靠性。适用于需要动态扩展、故障恢复或复杂路由策略的场景，是高效管理大规模语音/消息流量的理想选择。

深入解析：动态生成基于权重的多节点高可用架构

是的，FreeSWITCH 的 mod_distributor 可以动态生成并管理基于权重的多节点高可用架构。以下是具体实现方法、技术细节及场景应用：

一、动态权重的实现机制

1. 动态权重调整
  • 原生支持：
    mod_distributor 的节点权重（weight）可通过 运行时 API 动态修改，无需重启服务或重新加载模块。
    例如通过 Event Socket (ESL) 或 XML/HTTP API 发送命令，直接更新节点池中某个节点的权重值：
    # 通过 ESL 调整节点权重
api distributor set_weight my_node_pool node1 10
  • 外部集成：
    结合外部监控系统（如 Prometheus）或负载均衡控制器，根据实时指标（CPU、连接数）自动调整权重。例如：
    • 当节点负载超过阈值时，降低权重，减少新请求分配。
    • 当节点空闲时，增加权重，吸引更多流量。
2. 动态节点增删
  • 运行时操作：
    支持通过 API 动态添加或移除节点，适用于云环境中的弹性伸缩场景：
    # 添加新节点到池
api distributor add_node my_node_pool node3 sofia/internal/sip:agent3@domain weight=7

# 移除故障节点
api distributor del_node my_node_pool node2
  • 自动化脚本示例：
    当 Kubernetes 检测到新 Pod 启动时，自动调用 FreeSWITCH API 将节点加入分发池：
    # Python 示例：通过 HTTP API 添加节点
import requests
response = requests.post(
    "http://freeswitch:8080/api/distributor/add_node",
    params={"pool": "cloud_nodes", "name": "pod-123", "url": "sofia/public/sip:10.0.0.5", "weight": 5}
)

二、高可用架构的核心设计

1. 健康检查与故障转移
  • 内置健康检查：
    通过定期发送 SIP OPTIONS 请求检测节点存活状态，自动屏蔽不可达节点。
  • 自定义检测逻辑：
    扩展 mod_distributor 的健康检查，例如检查数据库连接或 API 响应：
    <!-- 配置节点健康检查策略 -->
<nodes>
  <node name="node1" url="..." health_check="custom_script.lua"/>
</nodes>
2. 流量切换策略
  • 平滑权重迁移：
    动态调整权重时，逐步增加/减少流量分配比例，避免瞬间冲击。
  • 会话保持（可选）：
    通过 mod_hash 实现一致性哈希，确保同一会话（如通话）始终路由到同一节点，避免中途中断。

三、典型应用场景

1. 云原生弹性伸缩
  • 场景：
    在 AWS/Azure 上部署 FreeSWITCH 集群，根据 CPU 使用率自动扩展节点数量。
  • 实现：
    云监控触发 Lambda 函数 → 调用 FreeSWITCH API 动态添加节点并设置权重。
2. 多地域容灾
  • 场景：
    跨地域部署节点（如北京、上海、纽约），根据网络延迟动态调整权重。
  • 实现：
    使用 mod_http_request 获取实时延迟数据 → 通过 ESL 调整权重。
3. 混合云负载均衡
  • 场景：
    混合云环境（私有云 + 公有云），优先将流量分配到私有云节点，仅在高峰期启用公有云节点。
  • 实现：
    设置私有云节点初始权重为 10，公有云为 2；当并发数超过阈值时，临时提升公有云权重至 8。

四、配置示例与代码片段

1. 动态权重调整脚本（Lua）
-- 根据节点负载动态调整权重
local load = get_node_load("node1")  -- 假设从监控系统获取负载值
local new_weight = math.floor(100 / (load + 1))  -- 负载越高，权重越低

-- 通过 ESL 更新权重
local cmd = "api distributor set_weight my_pool node1 " .. new_weight
local response = freeswitch.API():executeString(cmd)
2. 自动化健康检查配置
<!-- conf/autoload_configs/distributor.conf.xml -->
<pools>
  <pool name="high_availability">
    <nodes>
      <node name="node1" url="sofia/public/sip:10.0.0.1" weight="10" health_check="5s"/> <!-- 每5秒检查一次 -->
      <node name="node2" url="sofia/public/sip:10.0.0.2" weight="5" health_check="http://10.0.0.2/health"/>
    </nodes>
    <strategy>weighted</strategy>
  </pool>
</pools>

五、注意事项与优化建议

  1. 权重精度控制：
    权重值为整数，需确保不同节点间的权重比例合理（如 3:2 而非 100:99）。

  2. 避免脑裂问题：
    在双活数据中心场景中，结合 mod_redis 同步节点状态，防止因网络分区导致权重冲突。

  3. 性能监控：
    使用 mod_snmp 或 mod_statsd 监控分发延迟、节点健康状态。

总结

通过 mod_distributor 的动态 API 和灵活配置，可以构建 自适应权重调整、多节点高可用 的通信架构。结合云原生工具链和外部监控系统，能够实现全自动化的弹性伸缩与故障恢复，适用于大规模、高并发的企业级通信场景。

分步实现：基于 MySQL 动态节点及权重的呼叫路由

以下是针对 上百个动态节点（配置在 MySQL） 并根据被叫号码动态分配呼叫的完整实现方案：

一、数据库设计

创建 MySQL 表存储节点信息及路由规则：

CREATE TABLE `call_rules` (
  `id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `called_prefix` VARCHAR(10) NOT NULL,  -- 被叫号码前缀（如 8610）
  `node_pool` VARCHAR(50) NOT NULL       -- 关联的节点池名称
);

CREATE TABLE `distributor_nodes` (
  `id` INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  `node_pool` VARCHAR(50) NOT NULL,     -- 节点池名称（与call_rules关联）
  `node_name` VARCHAR(50) NOT NULL,      -- 节点唯一标识
  `node_url` VARCHAR(255) NOT NULL,      -- SIP地址（如 sofia/external/sip:192.168.1.10:5060）
  `weight` INT DEFAULT 10,               -- 动态权重
  `is_active` TINYINT DEFAULT 1          -- 是否启用（0=禁用）
);

二、FreeSWITCH 动态加载逻辑

1. 使用 mod_xml_curl 动态获取节点池

配置 xml_curl.conf.xml 从 MySQL 拉取节点数据：

<configuration name="xml_curl.conf">
  <bindings>
    <binding name="distributor_nodes">
      <url>http://localhost:8080/xml_curl/distributor_nodes</url>
      <method>POST</method>
    </binding>
  </bindings>
</configuration>
2. 编写 PHP/Python 接口查询数据库

示例 PHP 脚本 (distributor_nodes.php)：

<?php
$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=freeswitch', 'user', 'pass');
$called_number = $_POST['Called-Number'] ?? '';
$prefix = substr($called_number, 0, 4); // 提取被叫前缀

// 1. 根据被叫前缀获取关联的节点池
$stmt = $pdo->prepare("SELECT node_pool FROM call_rules WHERE ? LIKE CONCAT(called_prefix, '%')");
$stmt->execute([$called_number]);
$node_pool = $stmt->fetchColumn();

// 2. 查询该节点池下所有激活的节点
$nodes = $pdo->query("SELECT node_name, node_url, weight FROM distributor_nodes 
                     WHERE node_pool = '$node_pool' AND is_active = 1")->fetchAll(PDO::FETCH_ASSOC);

// 3. 生成 XML 响应
header("Content-Type: text/xml");
echo "<document type=\"freeswitch/xml\">
  <section name=\"distributor\">
    <pool name=\"$node_pool\">";
foreach ($nodes as $node) {
  echo "<node name=\"{$node['node_name']}\" url=\"{$node['node_url']}\" weight=\"{$node['weight']}\"/>";
}
echo "</pool></section></document>";

三、FreeSWITCH Dialplan 配置

在拨号计划中触发动态分发：

<context name="dynamic_distributor">
  <extension name="dynamic_route">
    <condition field="destination_number" expression="^(\d+)$">
      <!-- 1. 调用 XML_CURL 接口获取节点池 -->
      <action application="set" value="effective_node_pool=${curl(http://localhost:8080/xml_curl/distributor_nodes?Called-Number=${destination_number})}"/>
      
      <!-- 2. 使用 mod_distributor 分配呼叫 -->
      <action application="distributor" data="weighted ${effective_node_pool}"/>
    </condition>
  </extension>
</context>

四、动态权重更新机制

1. 外部系统更新权重

通过 MySQL 触发器或管理后台修改权重后，调用 FreeSWITCH API 同步：

# 示例：通过 ESL 更新节点权重
fs_cli -x "api distributor set_weight $node_pool $node_name $new_weight"
2. 自动同步脚本（Python）

定时扫描数据库变化并推送更新：

import MySQLdb
import subprocess

db = MySQLdb.connect("localhost", "user", "pass", "freeswitch")
cursor = db.cursor()

# 查询最近修改过的节点
cursor.execute("""
  SELECT node_pool, node_name, weight 
  FROM distributor_nodes 
  WHERE last_updated > NOW() - INTERVAL 5 MINUTE
""")

for row in cursor.fetchall():
  pool, node, weight = row
  cmd = f"api distributor set_weight {pool} {node} {weight}"
  subprocess.run(["fs_cli", "-x", cmd])

db.close()

五、性能优化策略

  1. 缓存层加速：

    • 使用 Redis 缓存节点池数据，减少直接查询 MySQL 的压力。
    • 设置 TTL 为 30 秒，确保数据时效性。

  2. 批量预加载：
    在 FreeSWITCH 启动时预加载常用节点池到内存：

-- scripts/init.lua
local pools = {"pool1", "pool2", "pool3"}
for _, pool in ipairs(pools) do
  session:execute("distributor", "preload "..pool)
end
  1. 连接池管理：
    在 PHP/Python 脚本中使用 MySQL 连接池（如 mysqli_poll 或 SQLAlchemy）。

六、高可用保障

  1. 双写容灾：

    • 配置 MySQL 主从复制，当主库故障时自动切换从库。
    • 在 FreeSWITCH 中设置多个 XML_CURL 端点，指向不同的数据库查询接口。

  2. 故障降级：
    若数据库不可用，使用本地缓存的最远权重数据：

<action application="distributor" data="weighted ${effective_node_pool}"/>
<action application="log" data="WARNING Database unreachable, using cached nodes"/>
<action application="set" value="hangup_after_bridge=true"/>

七、完整流程示例

场景：呼叫 861012345678，根据前缀 8610 路由到北京节点池（包含 50 个节点）。

  1. 请求流程：

    • FreeSWITCH 收到呼叫 → 提取被叫号码 861012345678。
    • 触发 XML_CURL 请求 → PHP 查询 call_rules 表匹配到 node_pool=beijing。
    • PHP 从 distributor_nodes 表拉取所有 beijing 池的活跃节点及权重。
    • FreeSWITCH 动态加载这些节点到 mod_distributor。
    • 按权重分配呼叫到具体节点（如 node_beijing_23）。

  2. 动态调整：

    • 运维人员在 MySQL 中将 node_beijing_23 权重从 10 改为 5。
    • Python 同步脚本检测到变更 → 通过 ESL 执行 distributor set_weight beijing node_beijing_23 5。
    • 后续呼叫自动减少向该节点的流量分配。

八、关键注意事项

  • 索引优化：为 called_prefix 和 node_pool 字段添加索引，加快查询速度。
  • 权重归一化：确保权重总和不超过系统处理能力（如单个节点池权重总和≤1000）。
  • 日志监控：记录分发详情到 mod_cdr 或 mod_odbc_cdr，便于事后分析。
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