20. 从零用Rust编写正反向代理，四层反向代理stream(tcp与udp)实现
wmproxywmproxy是由Rust编写，已实现http/https代理，socks5代理， 反向代理，静态文件服务器，内网穿透，配置热更新等， 后续将实现websocket代理等，同时会将实现过程分享出来， 感兴趣的可以一起造个轮子法
项目地址
gite: https://gitee.com/tickbh/wmproxy
github: https://github.com/tickbh/wmproxy
四层代理
四层代理，也称为网络层代理，是基于IP地址和端口号的代理方式。它只关心数据包的源IP地址、目的IP地址、源端口号和目的端口号，不关心数据包的具体内容。四层代理主要通过报文中的目标地址和端口，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。
因为四层代理不用处理任何相关的包信息，只需将包数据传递给正确的服务器即可，所以实现相对比较简单。
以下是OSI七层模型的示意图，来源于网上
https://img2023.cnblogs.com/blog/2631821/202310/2631821-20231030071550753-891997292.png
实现方式
双端建立连接，也就是收到客户端的连接的时候，同时建立一条通往服务端的连接，然后做双向绑定即可完成服务。
四层代理还有udp的转发需求，需要同步将udp的数据进行转发，udp的处理方式处理会相对复杂一些，因为当前地址只有绑定一份，但是可能来自各种不同的地址，不同的客户端的(remote_ip, remote_port)我们需要当成一个全新的客户端。
而且有时候无法主动感知是否已经被断开了，所以也必须有超时机制，好在超时的时候能及时释放掉连接，好让系统及时的socket资源。
TCP实现
tcp找到相应的地址，连接，并双向绑定即可
pub async fn process<T>(
data: Arc<Mutex<StreamConfig>>,
local_addr: SocketAddr,
mut inbound: T,
_addr: SocketAddr,
) -> ProxyResult<()>
where
T: AsyncRead + AsyncWrite + Unpin + std::marker::Send + 'static,
{
let value = data.lock().await;
for (_, s) in value.server.iter().enumerate() {
if s.bind_addr.port() == local_addr.port() {
let addr = ReverseHelper::get_upstream_addr(&s.upstream, "")?;
let mut connect = HealthCheck::connect(&addr).await?;
copy_bidirectional(&mut inbound, &mut connect).await?;
break;
}
}
Ok(())
}UDP实现
UDP相对比较复杂，下面我们先列举内部的流程图
flowchart TD A[绑定反向udp端口] B[客户端] H{是否第一次} I[创建异步协程] D[异步协程中] B |根据地址连接发送数据到| A A --> H H -->|是|I I -->|将Receiver传到以接收数据| D H -->|否,将数据Sender给|D D -->|异步读取数据并发送|A在stream绑定的时候，要区分出TCP还是UDP的，做分别的绑定
/// stream的绑定，按bind_mode区分出udp或者是tcp，返回相应的列表
pub async fn bind(&mut self) -> ProxyResult<(Vec<TcpListener>, Vec<StreamUdp>)> {
let mut listeners = vec![];
let mut udp_listeners = vec![];
let mut bind_port = HashSet::new();
for value in &self.server.clone() {
if bind_port.contains(&value.bind_addr.port()) {
continue;
}
bind_port.insert(value.bind_addr.port());
if value.bind_mode == "udp" {
let listener = Helper::bind_upd(value.bind_addr).await?;
udp_listeners.push(StreamUdp::new(listener, value.clone()));
} else {
let listener = Helper::bind(value.bind_addr).await?;
listeners.push(listener);
}
}
Ok((listeners, udp_listeners))
}我们会对连接做分别的监听，下面是udp的获取是否有新数据：
async fn multi_udp_listen_work(
listens: &mut Vec<StreamUdp>,
) -> (io::Result<(Vec<u8>, SocketAddr)>, usize) {
if !listens.is_empty() {
let (data, index, _) =
select_all(listens.iter_mut().map(|listener| {
listener.next().boxed()
})).await;
if data.is_none() {
return (Err(io::Error::new(io::ErrorKind::InvalidInput, "read none data")), index)
}
(data.unwrap(), index)
} else {
let pend = std::future::pending();
let () = pend.await;
unreachable!()
}
}此处我们用next，也就是我们实现了 futures_core::Stream接口，用Poll的方式来注册实现有事件的时候来通知。
在tokio中，在read或者write的时候返回Poll::Pending，将会将socket的可读可写注册到底层，如果一旦系统可读可写就会通知该接口，将会重新执行一遍futures_core::Stream
我们将同时可以处理可读可写可发送事件，如果接口超时我们将关闭相应的接口。
impl Stream for StreamUdp { type Item = io::Result; fn poll_next( mut self: std::pin::Pin, cx: &mut std::task::Context
页:
[1]