http内网穿透CYarp[开源] - 服务器托管|北京服务器租用|机房托管租用|IDC托管租用|机房机柜带宽租用-价格及费用咨询

0 前言

在物联网领域中，mqtt消息一直是海量设备连接到平台的标配协议，而平台向移动端开放的操作接口往往是http协议，这就要求平台为两种协议作消息一一适配。在某些情况下，这些设备是有操作系统的linux或安卓设备，如果我们换个思路，让这些设备直接提供http协议的操作接口(httpd服务器)，平台端使用隧道打通设备与移动端的传输层，做为平台开发人员，就可以省去时间做这些繁琐的消息级别的服务器托管网一一适配工作了。

1 面临的问题

1.1 海量连接

mqtt默认基于tcp传输，一台设备与平台维持一个tcp连接即可高效的上下并行传输消息。而http/1.1在协议层限制了单个连接串行请求响应，但我们可以使用http/2.0或http/3.0做为http/1.1的传输层，也能达到一个物理链接多路传输http/1.1的目的。这样下来内网http/1.1穿透也和mqtt一样，只需要一个物理长连接。

1.2 身份认证

我尝试使用frp来承载物联网设备的http内网穿透，但至今还没成功完成海量设备的一机一密的身份认证，它里面的token认证方式只适合一平台对一个设备的安全要求，而OIDC验证我至今仍然看不明白怎么使用。对于一款内网穿透组件或应用，能像asp.netcore的身份验证强大，对平台端而言是非常需要的。

1.3 安全传输

设备内置的http服务器，一般都是没有https，因为它本身就不考虑公网传输的能力。但在内网穿透之后，我们必须要考虑设备到公网平台这段的传输安全。

1.4 开放协议

内网穿透组件涉及到平台的服务端和集成在设备里的客户端库，平台端一般只有二次开发的需求。而设备端由于芯片、系统和指令集、内存限制等等因素，只提供客户端库或二进制可执行文件是不够的，还可能需要客户端开发者根据交互协议来自行开发客户端组件。这就要求内网穿透组件提供客户端与服务端的交互协议，且最好是设计为非常简单的协议。

2 CYarp出场

CYarp基于Yarp的http内网穿透中间件，支持tcp、http/2.0或http/3.0作为http/1.1的传输层，其具有以下特征

是一个标准的asp.netcore中间件
能完整使用asp.netcore框架和其它中间件
使用服务端的tls(https)做为安全传输层
单连接多路复用，无需客户端提供http2服务器
协议透明简单，参考了WebSocket升级和Bootstrapping WebSockets with HTTP/2

2.1 服务端开发

CYarp中间件其依赖于Authentication身份认证中间件，使用如下方法进行注册和中间件的配置。

builder.Services.AddCYarp(cyarp=>
{
    ...
});

中间件配置顺序如下：

...
app.UseAuthentication();
...
app.UseCYarp();
...

最后在Controller、minapi的处理者或中间件中处理http转发

// 请求者的授权验证
[Authorize(Roles = "Mobile")]
public class CYarpController : ControllerBase
{ 
    private static readonly string clientIdClaimType = "ClientId";

    /// 
    /// 处理cyarp
    /// 核心操作是从请求上下文获取clientId
    /// 然后使用clientId从clientManager获取client来转发http
    /// 
    /// 
    /// 
    [Route("/{**cyarp}")]
    public async Task InvokeAsync([FromServices] IClientManager clientManager)
    {
        var clientId = this.User.FindFirstValue(clientIdClaimType);
        if (cl服务器托管网ientId != null && clientManager.TryGetValue(clientId, out var client))
        {
            this.Request.Headers.Remove(HeaderNames.Authorization);
            await client.ForwardHttpAsync(this.HttpContext);
        }
        else
        {
            this.Response.StatusCode = StatusCodes.Status502BadGateway;
        }
    }
}

2.2 客户端开发

使用CYary.Client.CYarpClient很方便完成客户端开发

 using var client = new CYarpClient();
 while (true))
 {
     await client.TransportAsync(this.clientOptions.CurrentValue, stoppingToken).ConfigureAwait(ConfigureAwaitOptions.SuppressThrowing);
 }

2.3 客户端协议

由于篇幅有限，不在这里展开，可以查阅CYarp握手协议

3 同源产品

Yarp是dotnet平台下堪比nginx的一个组件，其它融入asp.netcore框架作为里面的中间件共享asp.netcore生态。

davidfowl大神也曾经小手一挥造就了YarpTunnelDemo项目，也是实现了http内网穿透的能力。但是他的实现方案要求客户端方能要运行asp.netcore监听做为客户端组件，由于asp.netcore的runtime只适配了桌面系统，且编译出的二进制文件很大，此方法自然无法在物联网设备中运行了。

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