ModelArts Standard的WebSocket在线服务全流程开发

背景说明

WebSocket是一种网络传输协议，可在单个TCP连接上进行全双工通信，位于OSI模型的应用层。WebSocket协议在2011年由IETF标准化为RFC 6455，后由RFC 7936补充规范。Web IDL中的WebSocket API由W3C标准化。

WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以建立持久性的连接，并进行双向数据传输。

前提条件

• 用户需有一定的Java开发经验，熟悉jar打包流程。
• 用户需了解WebSocket协议的基本概念及调用方法。
• 用户需熟悉Docker制作镜像的方法。

约束与限制

• WebSocket协议只支持部署在线服务。
• 只支持自定义镜像导入AI应用部署的在线服务。

准备工作

ModelArts使用WebSocket完成推理需要用户自己准备自定义镜像，该自定义镜像需要在单机环境下能够提供完整的WebSocket服务，如完成WebSocket的握手，client向server发送数据，server向client发送数据等。模型的推理过程在自定义镜像中完成，如下载模型，加载模型，执行预处理，完成推理，拼装响应体等。

操作步骤

WebSocket在线服务开发操作步骤如下：

• 上传镜像至容器镜像服务
• 使用镜像创建AI应用
• 使用AI应用部署在线服务
• WebSocket在线服务调用

上传镜像至容器镜像服务

将准备好的本地镜像上传到容器镜像服务（SWR）。

使用镜像创建AI应用

1. 登录ModelArts管理控制台，进入“ AI应用”页面，单击“创建”，跳转至创建AI应用页面。
2. 完成AI应用配置，部分配置如下：
   • 元模型来源：选择“从容器镜像中选择”。
   • 容器镜像所在的路径：选择上传镜像至容器镜像服务上传的路径。
   • 容器调用接口：根据实际情况配置容器调用接口。
   • 健康检查：保持默认。如果镜像中配置了健康检查则按实际情况配置健康检查。
     图1 AI应用配置参数
     
3. 单击“立即创建”，进入AI应用列表页，等AI应用状态变为“正常”，表示AI应用创建成功。

使用AI应用部署在线服务

1. 登录ModelArts管理控制台，进入“模型部署 >在线服务”页面，单击“部署”，跳转至在线服务部署页面。
2. 完成服务的配置，部分配置如下：
   • 选择AI应用及版本：选择使用镜像创建AI应用创建完成的AI应用及版本
   • 升级为WebSocket：打开开关
     图2 升级为WebSocket
     
3. 单击“下一步”，确认配置后“提交”，完成在线服务的部署。返回在线服务列表页，查看服务状态变为“运行中”，表示服务部署成功。

WebSocket在线服务调用

WebSocket协议本身不提供额外的认证方式。不管自定义镜像里面是ws还是wss，经过ModelArts平台出去的WebSocket协议都是wss的。同时wss只支持客户端对服务端的单向认证，不支持服务端对客户端的双向认证。

可以使用ModelArts提供的以下认证方式：

• token认证
• AK/SK
• APP认证

WebSocket服务调用步骤如下（以图形界面的软件Postman进行预测，token认证为例）：

1. WebSocket连接的建立
2. WebSocket客户端和服务端双向传输数据

1. WebSocket连接的建立
   1. 打开Postman（需选择8.5 以上版本，以10.12.0为例）工具，单击左上角，选择“File>New”，弹出新建对话框，选择“WebSocket Request”（当前为beta版本）功能：
      图3 选择WebSocket Request功能
      
   2. 在新建的窗口中填入WebSocket连接信息：

      左上角选择Raw，不要选择Socket.IO（一种WebSocket实现，要求客户端跟服务端都要基于Socket.IO），地址栏中填入从服务详情页“调用指南”页签中获取“API接口调用公网地址”后面的地址。如果自定义镜像中有更细粒度的地址，则在地址后面追加该URL。如果有queryString，那么在params栏中添加参数。在header中添加认证信息（不同认证方式有不同header，跟https的推理服务相同）。选择单击右上的connect按钮，建立WebSocket连接。

      图4 获取API接口调用公网地址
      
      

      • 如果信息正确，右下角连接状态处会显示：CONNECTED；
      • 如果无法建立连接，如果是401状态码，检查认证信息；
      • 如果显示WRONG_VERSION_NUMBER等关键字，检查自定义镜像的端口和ws跟wss的配置是否正确。

      连接成功后结果如下：

      图5 连接成功
      
      

      优先验证自定义镜像提供的websocket服务的情况，不同的工具实现的websocket服务会有不同，可能出现连接建立后维持不住，可能出现请求一次后连接就中断需要重新连接的情况，ModelArts平台只保证，未上ModelArts前自定义镜像的websocket的形态跟上了ModelArts平台后的websocket形态相同（除了地址跟认证方式不同）。

2. WebSocket客户端和服务端双向传输数据

   连接建立后，WebSocket使用TCP完成全双工通信。WebSocket的客户端可以往服务端发送数据，客户端有不同的实现，同一种语言也存在不同的lib包的实现，这里不考虑实现的不同种类。

   客户端发送的内容在协议的角度不限定格式，Postman支持Text/Json/XML/HTML/Binary，以text为例，在输入框中输入要发送的文本，单击右侧中部的Send按钮即可将请求发往服务端，当文本内容过长，可能会导致postman工具卡住。

   图6 发送数据