内网穿透方案

内网穿透通道

项目地址:https://gitee.com/arthurhong7/gotunnel.git

研究背景

有多个内网服务应用与一个外网应用,需要通过外网应用开放多个内网服务给外网使用,需要集成内网穿透通道代码。

要求

  1. 支持TCP、HTTP、WS请求
  2. 支持高并发

基本架构

  1. gotunnel服务端(公网服务):
  1. 监听对外端口,把请求数据转发到通道
  2. 监听通道端口,与客户端建立数据通道
  1. gotunnel客户端(内网服务):
  1. 连接数据通道,建立数据通道
  2. 转发数据至服务端口

流程图

时序图

主要机制

端口分配:

gotunnel客户端启动时发送附带配置密钥的HTTP请求通道接口,gotunnel服务端分配出不重复的外网客户端通道端口、与内网服务通道端口,并且返回配置的连接数N

端口分配图

多路复用/连接创建:

  1. 背景:当客户端频繁使用短连接请求时,频繁创建与销毁TCP连接开销很大导致性能降低,所以提出对gotunnel服务端与客户端之间TCP连接复用机制。
  2. 选型 yamux 包来实现
    1. 原理:把一个TCP连接(session)虚化成多个异步数据流(stream)

      多路复用原理图

    2. yamux自带心跳检测
  3. 机制:把N个TCP连接虚拟成N个session,接收到用户请求后再动态创建stream连接。

    连接创建逻辑图

测试结果:

  1. websocket测试:
    ws测试结果图
  2. HTTP请求测试
    HTTP测试结果图1
    HTTP测试结果图2

TODO:

  1. 安全性考虑:服务端可加上socks5认证等
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