做装饰公司网站,中山网站seo,网站建设毕业设计心得,重庆公司注销流程Boost.Asio 是一个功能强大的 C 库#xff0c;用于异步编程和网络编程#xff0c;它提供了跨平台的异步 I/O 操作。在这篇文章中#xff0c;我们将深入分析一个使用 Boost.Asio 实现的简单端口映射服务器#xff0c;该服务器能够将本地端口的数据包转发到指定的远程服务器上…Boost.Asio 是一个功能强大的 C 库用于异步编程和网络编程它提供了跨平台的异步 I/O 操作。在这篇文章中我们将深入分析一个使用 Boost.Asio 实现的简单端口映射服务器该服务器能够将本地端口的数据包转发到指定的远程服务器上。
端口映射通常用于将一个网络端口上的流量转发到另一个网络端口。这对于实现网络中间人攻击、内网穿透等场景非常有用。我们将使用 Boost.Asio 提供的异步操作来实现这个简单而功能强大的端口映射服务器。
#include list
#include boost/asio.hpp
#include boost/bind.hpp
#include boost/shared_ptr.hpp
#include boost/function.hpp
#include boost/enable_shared_from_this.hppusing boost::asio::ip::tcp;首先让我们简要概述代码的主要类
socket_client 类继承了 boost::enable_shared_from_this 和 tcp::socket用于表示客户端的套接字。socket_pipe 类表示端口映射的管道负责在两个客户端之间传递数据。async_listener 类用于异步监听指定端口的连接请求通过回调函数处理连接。port_map_server 类管理多个监听器支持添加端口映射规则并处理连接请求。
1.1 socket_client
socket_client 类继承自 boost::enable_shared_from_this 和 tcp::socket。通过 create 静态方法创建一个 socket_client 实例提供了共享指针的方式管理对象的生命周期。
如下代码是一个使用 Boost.Asio 库创建的异步 TCP 客户端类。
class socket_client: public boost::enable_shared_from_thissocket_client, public tcp::socket
{
public:typedef boost::shared_ptrsocket_client pointer;static pointer create(boost::asio::io_service io_service){return pointer(new socket_client(io_service));}public:socket_client(boost::asio::io_service io_service):tcp::socket(io_service){}
};以下是对该类的概括
类名socket_client继承关系 继承自 boost::enable_shared_from_thissocket_client这允许在异步操作中安全地使用 shared_from_this以避免悬挂指针的问题。继承自 tcp::socket表示该类是一个 TCP 套接字。 公共成员类型 pointerboost::shared_ptrsocket_client 类型的别名用于管理该类的实例。 公共静态函数 create工厂方法用于创建 socket_client 的实例。通过此方法获取了一个智能指针指向新创建的实例。 公共构造函数 socket_client(boost::asio::io_service io_service)构造函数接受一个 boost::asio::io_service 引用用于初始化基类 tcp::socket。
该类的目的是提供一个异步 TCP 客户端的基本结构使其能够与 Boost.Asio 库中的异步 I/O 操作协同工作。实际使用时可以根据具体需求扩展该类添加成员函数和操作以实现特定的异步操作逻辑。
1.2 socket_pipe
socket_pipe 类用于处理两个客户端之间的数据传递。通过异步操作实现了从一个客户端读取数据并将数据写入另一个客户端。出现错误时会关闭两个客户端的连接。这里使用了递归的方式实现了数据的循环传递。
如下代码是一个使用是一个 socket_pipe 类的定义用于在两个 socket_client 实例之间建立数据传输管道。
class socket_pipe
{
public:socket_pipe(socket_client::pointer read, socket_client::pointer write):read_socket_(*read), write_socket_(*write){read_ read;write_ write;begin_read();}private:void begin_read(){read_socket_.async_read_some(boost::asio::buffer(data_, max_length),boost::bind(socket_pipe::end_read, this,boost::asio::placeholders::error,boost::asio::placeholders::bytes_transferred));}void end_read(const boost::system::error_code error, size_t bytes_transferred){if (error)handle_error(error);elsebegin_write(bytes_transferred);}void begin_write(int bytes_transferred){boost::asio::async_write(write_socket_,boost::asio::buffer(data_, bytes_transferred),boost::bind(socket_pipe::end_write, this,boost::asio::placeholders::error));}void end_write(const boost::system::error_code error){if (error)handle_error(error);elsebegin_read();}void handle_error(const boost::system::error_code error){read_socket_.close();write_socket_.close();delete this;}private:socket_client read_socket_;socket_client write_socket_;socket_client::pointer read_;socket_client::pointer write_;enum { max_length 1024 };char data_[max_length];
};以下是对该类的概括
类名socket_pipe公共构造函数 socket_pipe(socket_client::pointer read, socket_client::pointer write)构造函数接受两个 socket_client::pointer 实例一个用于读取数据 (read_socket_)另一个用于写入数据 (write_socket_)。在构造函数中调用了 begin_read 函数启动了异步读取操作。 私有成员函数 begin_read()启动异步读取操作使用 read_socket_.async_read_some 异步读取数据。end_read(const boost::system::error_code error, size_t bytes_transferred)读取操作完成时的回调函数处理可能的错误如果没有错误则调用 begin_write 启动异步写入操作。begin_write(int bytes_transferred)启动异步写入操作使用 boost::asio::async_write 异步写入数据。end_write(const boost::system::error_code error)写入操作完成时的回调函数处理可能的错误如果没有错误则调用 begin_read 启动下一轮异步读取操作。handle_error(const boost::system::error_code error)处理错误的函数关闭读取和写入套接字并释放当前 socket_pipe 实例。 私有成员变量 socket_client read_socket_引用传递的读取套接字。socket_client write_socket_引用传递的写入套接字。socket_client::pointer read_指向读取套接字的智能指针。socket_client::pointer write_指向写入套接字的智能指针。enum { max_length 1024 };定义了最大数据长度。char data_[max_length];存储数据的缓冲区。
该类的主要目的是在两个 socket_client 之间实现数据的双向传输通过异步操作实现了循环的读取和写入过程。在错误处理中如果出现错误会关闭套接字并释放当前的 socket_pipe 实例。
1.3 async_listener
async_listener 类负责异步监听指定端口并通过回调函数处理连接。在连接建立时会调用用户提供的回调函数进行处理。通过 begin_accept 方法开始异步监听。
如下代码是一个使用 async_listener 类的定义用于异步监听指定端口的连接。
class async_listener
{
public:typedef boost::functionvoid(socket_client::pointer client) accept_handler;typedef boost::shared_ptrasync_listener pointer;public:async_listener(short port, boost::asio::io_service io_service):io_service_(io_service),acceptor_(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), port)){begin_accept();}void begin_accept(){socket_client::pointer client socket_client::create(io_service_);acceptor_.async_accept(*client,boost::bind(async_listener::end_accept, this, client,boost::asio::placeholders::error));}void end_accept(socket_client::pointer client, const boost::system::error_code error){if (error)handle_error(error);begin_accept();if (!handle_accept.empty())handle_accept(client);}void handle_error(const boost::system::error_code error){}public:accept_handler handle_accept;private:tcp::acceptor acceptor_;boost::asio::io_service io_service_;
};以下是对该类的概括
类名async_listener公共成员类型 accept_handlerboost::functionvoid(socket_client::pointer client) 类型的别名用于定义连接建立时的回调函数。pointerboost::shared_ptrasync_listener 类型的别名用于管理该类的实例。 公共构造函数 async_listener(short port, boost::asio::io_service io_service)构造函数接受一个短整型端口号和一个 boost::asio::io_service 引用。在构造函数中创建了一个 TCP 接受器 (acceptor_) 并调用 begin_accept 启动异步接受操作。 公共函数 begin_accept()启动异步接受操作创建一个新的 socket_client 实例并调用 acceptor_.async_accept 异步等待连接的建立。end_accept(socket_client::pointer client, const boost::system::error_code error)异步接受操作完成时的回调函数处理可能的错误如果没有错误则调用 begin_accept 启动下一轮异步接受操作。如果定义了 handle_accept 回调函数则调用它并传递新连接的 socket_client 实例。 私有成员函数 handle_error(const boost::system::error_code error)处理错误的函数目前仅为空实现。 公共成员变量 accept_handler handle_accept用于存储用户定义的连接建立时的回调函数。 私有成员变量 tcp::acceptor acceptor_TCP 接受器用于监听连接。boost::asio::io_service io_service_引用传递的 io_service用于执行异步操作。
该类的主要目的是实现异步监听一旦有连接建立就通过回调函数通知用户并通过 handle_error 处理可能的错误。在连接建立后会继续监听新的连接。
1.4 port_map_server
port_map_server 类管理多个监听器支持动态添加端口映射规则。在连接建立时会调用 handle_accept 处理连接请求。通过 begin_connect 方法开始异步连接远程服务器。
如下代码是一个 port_map_server 类的定义它通过异步监听多个本地端口并将连接映射到远程服务器的不同端口。
class port_map_server
{
public:port_map_server(boost::asio::io_service io_service) :io_service_(io_service){}void add_portmap(short port, tcp::endpoint remote_endpoint){async_listener::pointer listener(new async_listener(port, io_service_));listeners.push_back(listener);listener-handle_accept boost::bind(port_map_server::handle_accept, this, remote_endpoint, _1);}void handle_accept(tcp::endpoint remote_endpoint, socket_client::pointer client){begin_connect(remote_endpoint, client);}void begin_connect(tcp::endpoint remote_endpoint, socket_client::pointer socket_local){socket_client::pointer socket_remote socket_client::create(io_service_);socket_remote-async_connect(remote_endpoint,boost::bind(port_map_server::end_connect, this,boost::asio::placeholders::error, socket_local, socket_remote));}void end_connect(const boost::system::error_code error, socket_client::pointer socket_local, socket_client::pointer socket_remote){if (error){handle_error(error);}else{new socket_pipe(socket_local, socket_remote);new socket_pipe(socket_remote, socket_local);}}void handle_error(const boost::system::error_code error){}private:boost::asio::io_service io_service_;std::listasync_listener::pointer listeners;
};以下是对该类的概括
类名port_map_server公共构造函数 port_map_server(boost::asio::io_service io_service)构造函数接受一个 boost::asio::io_service 引用。 公共函数 add_portmap(short port, tcp::endpoint remote_endpoint)添加端口映射规则的函数。为指定端口创建一个新的 async_listener 实例并将其添加到 listeners 列表中。同时设置 handle_accept 回调函数以便在新连接建立时调用 handle_accept 函数。 私有成员函数 handle_accept(tcp::endpoint remote_endpoint, socket_client::pointer client)处理新连接建立时的回调函数。在此函数中调用 begin_connect 启动异步连接到远程服务器的操作。begin_connect(tcp::endpoint remote_endpoint, socket_client::pointer socket_local)启动异步连接到远程服务器的操作创建一个新的远程套接字。end_connect(const boost::system::error_code error, socket_client::pointer socket_local, socket_client::pointer socket_remote)处理异步连接操作完成时的回调函数。如果连接成功创建两个 socket_pipe 实例分别用于将数据从本地传输到远程和从远程传输回本地。handle_error(const boost::system::error_code error)处理错误的函数目前仅为空实现。 私有成员变量 boost::asio::io_service io_service_引用传递的 io_service用于执行异步操作。std::listasync_listener::pointer listeners存储多个 async_listener 实例的列表。
该类的主要目的是通过创建多个 async_listener 实例监听多个本地端口并在新连接建立时将其映射到远程服务器的不同端口。在连接建立后会启动异步连接到远程服务器的操作并创建数据传输的管道。
1.5 port_map_server
这是程序的 main 函数负责创建一个 boost::asio::io_service 实例设置两个远程服务器的端点然后创建一个 port_map_server 实例并添加两个端口映射规则。最后通过调用 io_service.run() 开始事件循环。
以下是对 main 函数的概括
函数功能 创建一个 boost::asio::io_service 实例用于管理异步操作的事件循环。定义两个远程服务器的端点 (ep1 和 ep2)分别是 192.168.1.100:80 和 192.168.1.200:80。创建一个 port_map_server 实例该实例使用上述 io_service。通过 add_portmap 函数向 port_map_server 添加两个端口映射规则将本地端口 5000 映射到远程服务器 192.168.1.100:80将本地端口 6000 映射到远程服务器 192.168.1.200:80。调用 io_service.run() 开始事件循环等待异步操作的完成。 异常处理 使用了 try 和 catch 块捕获任何可能抛出的异常并在 catch 块中忽略异常。 返回值 返回整数 0 表示程序正常结束。
这个 main 函数的作用是启动异步事件循环使得 port_map_server 开始监听指定端口接受连接并将连接映射到远程服务器上。
int main(int argc, char* argv[])
{try{boost::asio::io_service io_service;tcp::endpoint ep1(boost::asio::ip::address_v4::from_string(192.168.1.100), 80);tcp::endpoint ep2(boost::asio::ip::address_v4::from_string(192.168.1.200), 80);port_map_server server(io_service);// 访问本机5000端口,将数据包转发到 8.141.58.64:80server.add_portmap(5000, ep1);// 访问本机6000端口,将数据包转发到 8.141.58.64:80server.add_portmap(6000, ep2);io_service.run();}catch (...) {}return 0;
}
