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re-teamspeak/docs/architecture.md
T
ReTeamSpeak ea08823c97
CI/CD / Build Frontend (push) Failing after 11s
CI/CD / Test (macos-latest) (push) Has been cancelled
CI/CD / Test (windows-latest) (push) Has been cancelled
CI/CD / Build Desktop (linux) (push) Has been cancelled
CI/CD / Build Desktop (macos) (push) Has been cancelled
CI/CD / Build Desktop (windows) (push) Has been cancelled
CI/CD / Release (push) Has been cancelled
CI/CD / Test (ubuntu-latest) (push) Failing after 2s
Initial commit: ReTeamSpeak cross-platform TeamSpeak client
- tscore: Protocol implementation (packets, crypto, connection handshake)
- tsaudio: Audio engine (capture, playback, codec, VAD, jitter buffer)
- tsdb: SQLite database (identities, bookmarks, messages, settings)
- shared: Core types and events
- tauri-app: Tauri v2 desktop application with React frontend
- docs: SRS, SAD, SDD documentation
- CI/CD: GitHub Actions workflow
- 32 unit tests passing
2026-05-12 14:41:54 +09:00

401 lines
14 KiB
Markdown

# 系统架构设计文档 (SAD)
## 1. 概述
本文档描述 TeamSpeak 3 客户端系统的整体架构设计,基于对参考代码库(tsclientlib、Qint、SimpleBot、ts3stats)的分析结果。
## 2. 系统架构图
```
+-----------------------------------------------------------------------+
| 前端层 (Frontend) |
| |
| +-----------+ +----------+ +--------+ +------+ +-----+ +-----+ |
| | 连接对话框 | | 聊天视图 | | 频道树 | | 面板 | |文件 | |插件 | |
| +-----------+ +----------+ +--------+ +------+ +-----+ +-----+ |
| |
| +---------------------------+ +--------------------------+ |
| | 连接状态管理 | | 数据状态镜像 | |
| +---------------------------+ +--------------------------+ |
| |
| +------------------------------------------------------------------+ |
| | 后端抽象层 (Backend Abstraction) | |
| | IBackend <--- TauriBackend / BrowserBackend ---> | |
| +------------------------------------------------------------------+ |
+-----------------------------------------------------------------------+
| Tauri: IPC (invoke + event) | Browser: WebSocket + HTTP
v v
+-----------------------------------------------------------------------+
| 壳层 (Shell Layer) |
| |
| 桌面壳 (Tauri) Web壳 (Actix-web) |
| +---------------------+ +------------------------+ |
| | 命令处理器 | | REST/WebSocket 端点 | |
| | 窗口桥接器 | | GraphQL 端点 | |
| +---------------------+ +------------------------+ |
| | 核心协调器 | | WebSocket 处理器 | |
| | 文件传输管理器 | +------------------------+ |
| +---------------------+ |
+-----------------------------------------------------------------------+
| |
| 共享依赖 |
v v
+-----------------------------------------------------------------------+
| 代理库 (Proxy Library) - 核心业务逻辑 |
| |
| +---------------------+ +--------------------+ +----------------+ |
| | 全局状态管理 | | 连接管理器 | | 数据库管理器 | |
| | (QintState) | | (QintConnection) | | (DbHandler) | |
| +---------------------+ +--------------------+ +----------------+ |
| +--------------------+ +----------------+ |
| | 音频管道 | | 工具组件 | |
| | AudioToTs | | 文件缓存 | |
| | TsToAudio | | 链接预览 | |
| +--------------------+ | 全文搜索 | |
| | 热键管理 | |
| | 身份加密 | |
| +----------------+ |
+-----------------------------------------------------------------------+
|
| 依赖
v
+-----------------------------------------------------------------------+
| 代码生成层 (proxy-codegen) |
| |
| build.rs 读取 tsproto-structs -> 生成: |
| - Rust: JsEvent, JsProperty, JsM2B, convert_event() 等 |
| - TypeScript: book_events.ts (PropertyId, PropertyValue, OChange) |
+-----------------------------------------------------------------------+
|
v
+-----------------------------------------------------------------------+
| TeamSpeak 协议库 (tsclientlib / tsproto) |
| - TeamSpeak 协议实现 |
| - 连接管理、状态维护、音频编解码 |
| - 事件系统(属性变更、消息、音频) |
+-----------------------------------------------------------------------+
```
## 3. 分层架构
### 3.1 前端层 (Frontend Layer)
**职责**: 用户界面展示和用户交互处理
**技术栈**: Svelte 5 + TypeScript + Rsbuild
**主要组件**:
- **连接对话框**: 服务器连接配置界面
- **聊天视图**: 文本消息收发界面
- **频道树**: 频道和客户端树状视图
- **面板**: 设置、文件浏览器等侧边面板
- **插件系统**: 动态加载的插件模块
**关键特性**:
- 响应式状态管理 (Svelte stores)
- 跨平台兼容 (Tauri/Web)
- 实时事件更新
### 3.2 壳层 (Shell Layer)
**职责**: 平台特定的传输适配和系统集成
**两种实现**:
#### 3.2.1 桌面壳 (Tauri Desktop)
- **技术栈**: Rust + Tauri v2
- **职责**:
- 原生窗口管理
- 系统托盘集成
- 文件对话框
- 全局热键
- IPC 通信 (invoke + event)
#### 3.2.2 Web 壳 (Actix-web Server)
- **技术栈**: Rust + Actix-web
- **职责**:
- HTTP REST 端点
- WebSocket 通信
- GraphQL 查询端点
- 静态文件服务
### 3.3 代理层 (Proxy Layer)
**职责**: 核心业务逻辑,平台无关
**技术栈**: Rust + Actix actor 模型
**主要组件**:
#### 3.3.1 QintState (全局状态管理)
- 连接映射管理
- 音频数据管理
- 热键配置
- 设置管理
- 文件缓存
- 链接预览
- 全文搜索索引
#### 3.3.2 QintConnection (连接管理器)
- TeamSpeak 服务器连接生命周期
- 事件处理和分发
- 消息路由
- 音频路由
- 文件传输管理
#### 3.3.3 DbHandler (数据库管理器)
- SQLite/Diesel ORM
- 身份管理
- 服务器/书签管理
- 聊天消息存储
- GraphQL 查询支持
#### 3.3.4 音频管道
- **AudioToTs**: 麦克风采集 → Opus 编码 → 发送到服务器
- **TsToAudio**: 接收服务器音频 → Opus 解码 → 混音 → 播放
- 支持 SDL2 (桌面) 和 Oboe (Android) 后端
### 3.4 代码生成层 (Code Generation Layer)
**职责**: 从协议定义自动生成类型安全的代码
**输入**: tsproto-structs 的 TOML/CSV 声明文件
**输出**:
- Rust 类型 (JsEvent, JsProperty, JsM2B 等)
- TypeScript 类型 (book_events.ts)
- 事件转换函数
- 消息序列化/反序列化代码
### 3.5 协议库层 (Protocol Library Layer)
**职责**: TeamSpeak 3 协议的底层实现
**主要组件**:
#### 3.5.1 tsclientlib (高层客户端库)
- 连接配置和构建
- 状态同步
- 音频处理
- 地址解析 (IP/DNS SRV/TSDNS)
#### 3.5.2 tsproto (协议引擎)
- UDP 数据包处理
- 加密/解密 (AES-128-EAX)
- 压缩/解压 (QuickLZ)
- 可靠传输 (CUBIC 拥塞控制)
- 连接握手
#### 3.5.3 ts-bookkeeping (状态管理)
- 服务器状态维护
- 客户端/频道/组数据
- 事件生成
#### 3.5.4 tsproto-packets (包解析)
- 数据包格式定义
- 命令解析器
- 零拷贝解析
## 4. 设计模式
### 4.1 Actor 模型
- 使用 Actix 框架实现并发隔离
- 每个 TeamSpeak 连接是独立的 Actor
- 通过消息传递进行通信
### 4.2 桥接模式
- `AppToFrontendBridge` trait 解耦核心逻辑和传输层
- 两种实现: WindowBridge (Tauri) 和 WsBridge (Web)
### 4.3 策略模式
- 前端的 `IBackend` 接口
- 两种实现: TauriBackend 和 BrowserBackend
### 4.4 代码生成模式
- 从声明式 TOML/CSV 生成重复代码
- 确保类型安全和一致性
### 4.5 状态机模式
- 连接状态管理 (Uninitialized → Connecting → Connected → Disconnected)
### 4.6 观察者模式
- Svelte stores 实现响应式状态传播
- 事件系统实现组件间通信
## 5. 数据流
### 5.1 入站数据流 (服务器 → 应用)
```
UDP Socket
Connection::poll_incoming_udp_packet()
PacketCodec::handle_udp_packet()
├── 解密 (AES-128-EAX)
├── 重组分片
├── 解压 (QuickLZ)
└── 生成 StreamItem
├── Command → InCommandBuf
├── Audio → InAudioBuf
└── Ack → 更新发送队列
Client::handle_command()
Connection (tsclientlib)::poll_next()
├── 解析为 InMessage
├── 应用到 data::Connection 状态
├── 生成 events::Event
└── 返回 StreamItem::BookEvents
```
### 5.2 出站数据流 (应用 → 服务器)
```
应用层调用
OutCommandExt::send_with_result()
Connection::send_command_with_result()
├── 添加 return_code
├── 更新本地状态
client::Client::send_packet()
PacketCodec::encode_packet()
├── 压缩 + 分片 (QuickLZ)
├── 加密 (AES-128-EAX)
└── 分配 packet_id
Resender::send_packet()
├── 加入发送队列
└── CUBIC 拥塞控制
UDP Socket 发送
```
### 5.3 音频数据流
```
麦克风 → AudioToTs (Actor)
├── VAD 检测
├── 响度测量
├── Opus 编码
└── 发送到服务器
服务器 → tsclientlib::Connection
├── AudioData::S2C
└── TsToAudio (Actor)
├── Opus 解码
├── 每客户端音量
├── 混音
├── 噪声抑制
└── SDL2/Oboe 输出
```
## 6. 关键接口
### 6.1 AppToFrontendBridge
```rust
pub trait AppToFrontendBridge {
fn send(&self, msg: &MessageP2F);
fn close(&self);
}
```
### 6.2 MessageF2P / MessageP2F
```rust
// 前端 → 代理
pub enum MessageF2P {
Connect(ConnectOptions),
Disconnect(DisconnectOptions),
SendMessage { target, message, return_code },
SetClientVolume { client, volume },
SetWhispering(Option<WhisperData>),
Change { change: JsM2B, return_code },
}
// 代理 → 前端
pub enum MessageP2F {
Error(String),
Connected { server, own_client },
DisconnectedTemporarily(),
TalkersChanged(Vec<(String, bool)>),
Events(Vec<JsEvent>),
Message(JsInMessage),
Loudnesses(HashMap<String, f32>),
Result(ResultStruct),
}
```
### 6.3 IBackend / IBackendConnection
```typescript
interface IBackend {
createNewConnection(returnCodes: ReturnCodeTracker): IBackendConnection;
graphql<T>(query: string, variables?: Record<string, unknown>): Promise<{data: T}>;
get_settings(): Promise<Record<string, unknown>>;
set_settings(diff: Record<string, unknown>): Promise<void>;
}
interface IBackendConnection {
id: string;
connect(onMsg, onError, onClose): Promise<void>;
send(data: OutMsg): void;
close(): void;
fetch_image(req: IFileRequest): Promise<string | undefined>;
upload_bytes(req: IFileRequest, data: Blob): Promise<TransferResult>;
}
```
## 7. 平台适配
| 功能 | 桌面 (Tauri) | Web (Browser) | Android |
|------|-------------|---------------|---------|
| 音频后端 | SDL2 | N/A | Oboe |
| TLS | OpenSSL | N/A | rustls |
| 文件对话框 | Tauri 插件 | HTML input | Tauri |
| 系统托盘 | Tauri tray-icon | N/A | N/A |
| 全局热键 | livesplit-hotkey | N/A | N/A |
## 8. 依赖关系
```
src-tauri ──────depends on──────> qint-proxy ──────depends on──────> tsclientlib
│ │ │
└──depends on──> proxy-codegen ────┘ tsproto
│ │ tsproto-packets
└──depends on──> tauri v2 └──depends on──> diesel (SQLite) tsproto-types
└──depends on──> audiopus/opus
└──depends on──> sdl2/oboe
└──depends on──> tantivy (search)
└──depends on──> juniper (GraphQL)
webapp ──────depends on──────> qint-proxy (same as above)
└──depends on──> actix-web
└──depends on──> proxy-codegen
```
## 9. 关键技术决策
| 决策 | 选择 | 理由 |
|------|------|------|
| 异步运行时 | Tokio | Rust 生态最成熟的异步运行时 |
| Actor 框架 | Actix | 成熟的 Actor 模型实现 |
| 加密 | AES-128-EAX + ECDH | TeamSpeak 协议规范要求 |
| 压缩 | QuickLZ | TeamSpeak 协议使用的压缩算法 |
| 拥塞控制 | CUBIC | 类似 TCP CUBIC,适合实时通信 |
| 代码生成 | t4rust-derive | 从声明式数据生成大量重复代码 |
| 音频编解码 | Opus | TeamSpeak 3 默认编解码器 |
| 数据库 | SQLite + Diesel | 轻量级嵌入式数据库 + 类型安全 ORM |
| 前端框架 | Svelte 5 | 轻量级响应式框架 |
| 桌面框架 | Tauri v2 | 跨平台原生桌面应用 |
| Web 框架 | Actix-web | 高性能 Rust Web 框架 |
## 10. 安全考虑
1. **身份加密**: 使用 ChaCha20-Poly1305 加密存储身份私钥
2. **传输加密**: 使用 AES-128-EAX 加密所有命令和语音数据
3. **密钥交换**: 使用 ECDH (prime256v1) 进行密钥交换
4. **防 DoS**: 使用 RSA 拼图防止连接洪水攻击
5. **身份验证**: 使用 Hashcash 机制防止身份伪造