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Muduo 网络编程示例(十)socks4a 代理服务器
2014-04-03 00:00:00   来源:www.bianceng.cn   评论:0 点击:

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本文介绍用 muduo 实现一个简单的 socks4a 代理服务器,代码见 http://code.google.com/p/muduo/source/browse/trunk/examples/socks4a/ 。

TCP 中继器

在实现 socks4a proxy 之前,我们先写一个功能更简单的网络程序—— TCP 中继器 (TCP relay),或者叫做穷人的 tcpdump (poor man's tcpdump)。

一般情况下,客户端程序直接 连接服务端,如下图。有时候,我们想在 client 和 server 之间放一个中继器 (relay),把 client 与 server 之间的通信内容记录下来。这时用 tcpdump 是最方便省事的,但是 tcpdump 需要 root 权 限,万一没有 root 密码呢?穷人有穷人的办法,自己写一个 relay,让 client 连接 relay,再让 relay 连接 server,如下图中的 T 型结构,relay 扮演了类似 proxy 的角色。

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TcpRelay 是我们自己写的,可以动动手脚。除了记录通信内容,还可以制造延时,或者故意 翻转 1 bit 数据以模拟 router 硬件故障。

TcpRelay 的功能(业务逻辑)看上去很简单,无 非是把连接 C 上收到的数据发给连接 S,同时把连接 S 上收到的数据发给连接 C。但仔细考虑起来, 细节其实不那么简单:

建立连接。为了真实模拟 client,TcpRelay 在 accept 连接 C 之后才向 server 发起连接 S,那 么在 S 建立起来之前,从 C 收到数据怎么办?要不要暂存起来?

并发连接的管理。上图中只画出了一个 client,实际上 TcpRelay 可以服务多个 clients,左右两 边这些并发连接如何管理,如何防止串话(cross talk)?

连接断开。Client 和 Server 都可能主动断开连接。当 Client 主动断开连接 C 时,TcpRelay 应 该立刻断开 S。当 Server 主动断开连接 S 时,TcpRelay 应立刻断开 C。这样才能比较精确地模拟 Client 和 Server 的行为。在关闭连接的刹那,又有新的 client 连接进来,复用了刚刚 close 的 fd 号码,会不会造成串话? 万一 Client 和 Server 几乎同时主动断开连接,TcpRelay 如何应对?

速度不匹配。如果连接 C 的带宽是 100KB/s,而连接 S 的带宽是 10MB/s,不巧 Server 是个 chargen 服务,会全速发送数据,那么会不会撑爆 TcpRelay 的 buffer?如何限速?特别是在使用 non-blocking IO 和 level-trigger polling 的时候如何限制读取数据的速度?

在看 muduo 的实现之前,请读者思考:如果用 Sockets API 来实现 TcpRelay,如何解决以上这些 问题。

TcpRelay 的实现很简单,只有几十行代码 http://code.google.com/p/muduo/source/browse/trunk/examples/socks4a/tcprelay.cc,主要逻辑 都在 Tunnel class 里

http://code.google.com/p/muduo/source/browse/trunk/examples/socks4a/tunnel.h 。这个 实现解决了前三个问题,第四个留给将来吧。

Socks4a 代理服务器

Socks4a 的功能与 TcpRelay 非常相似,也是把连接 C 上收到的数据发给连接 S,同时把连接 S 上收到的数据发给连接 C。它与 TcpRelay 的区别在于,TcpRelay 固定连到某个 server 地址,而 socks4a 允许 client 指 定要连哪个 server。在 accept 连接 C 之后,Socks4a server 会读几个字节,以了解 server 的地 址,再发起连接 S。

Socks4a 的协议非常简单,请参考维基百科 http://en.wikipedia.org/wiki/SOCKS#SOCKS_4a 。

muduo 的 socks4a 代理服务器的实现在 http://code.google.com/p/muduo/source/browse/trunk/examples/socks4a/socks4a.cc,它也使用了 Tunnel class。与 TcpRelay 相比,只多了解析 server 地址这一步骤。

muduo 这个 socks4a 是个标准的网络服务,可以供 Web 浏览器使用(我正是这么测试它的)。

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