网络代理服务器的设计与实现

功能需求

实现一个简易的 proxy 程序。proxy 程序的功能：能够做“二传手”的工作。它自身处在能同时连通外界目标服务器和我的机器的位置上。我的机器把请求发送给它，它接受请求，把请求原封不动的抄下来发送给外界目标服务器；外界目标服务器响应了请求，把回答发送给它，它再接受回答，把回答原封不动的抄下来发送给我的机器。这样，我的机器实际上是把它当作了目标服务器（由于是原封不动的转抄，请求和回答没有被修改）。而它则是外界目标服务器的客户端。

设计原理

客户向代理方服务器发出请求信息
代理方应答
需要代理方接到应答后发送向代理方发送目的 ip 和端口
代理方与目的连接
代理方将需要代理方发出的信息传到目的方，将目的方发出的信息传到需要代理方。代理完成。

代理 TCP 连接

向服务器的 1080 端口建立 tcp 连接。
向服务器发送 05 01 00 （此为 16 进制码，以下同）
3 .如果接到 05 00 则是可以代理
发送 05 01 00 01 + 目的地址(4 字节） + 目的端口（2 字节），目的地址和端口都是 16 进制码（不是字符串！！）。例 202.103.190.27 -7201 则发送的信息为：05 01 00 01 CA 67 BE 1B 1C 21 (CA=202 67=103 BE=190 1B=27 1C21=7201)
接受服务器返回的自身地址和端口，连接完成
以后操作和直接与目的方进行 TCP 连接相同。

代理 UDP 连接

向服务器的 1080 端口建立 udp 连接
向服务器发送 05 01 00
如果接到 05 00 则是可以代理
发送 05 03 00 01 00 00 00 00 + 本地 UDP 端口（2 字节）
服务器返回 05 00 00 01 + 服务器地址 + 端口
需要申请方发送 00 00 00 01 + 目的地址 IP（4 字节）+ 目的端口 + 所要发送的信息
当有数据报返回时向需要代理方发出 00 00 00 01 + 来源地址 IP（4 字节）+ 来源端口 + 接受的信息
注：此为不需要密码的代理协议，只是 socks5 的一部分，完整协议请 RFC1928

系统实现&功能特性

备注:题目所述为 http 代理,http 代理实现较为简单, 所以这里选择实现了一个 socks5 代理

这个程序的开发语言选用的是 Google 的 golang,并没有选择常用的 c,c++,java
出于性能考虑没有使用脚本语言.
为了实现跨平台没有选用 c,c++. Java 由于需要虚拟机也没有选用.

支持不完整的 socks5 协议(不支持身份验证)
对大文件和多用户处理良好
可以跨平台 linux/win/arm…

Tracert 与 Ping 程序设计与实现

功能需求

参照附录 2，了解 Tracert 程序的实现原理，并调试通过。然后参考 Tracert 程序和教材 4.4.2 节，编写一个 Ping 程序，并能测试本局域网的所有机器是否在线，运行界面如图 1 所示的 QuickPing 程序。

系统实现

Ping2

这是对 Linux 下的工具 ping 的一个简单模仿

Usage of ./ping2:-host="www.baidu.com": usage: -host=baidu.com-times=3: usage: -times=3

实现语言: golang , 支持平台 *nix, win, arm…

注意在 *nix 下使用需要 root 权限运行

使用说明

  bin git:(master)  sudo ./ping2
2015/01/08 14:52:19 Ping  www.baidu.com
2015/01/08 14:52:19 IP: 180.97.33.108
2015/01/08 14:52:19 Runing Ping data  [8 0 247 255] [0 0 0 0]
2015/01/08 14:52:19 Recv data  [69 0 0 28] [59 75 64 0] [49 1 221 28] [180 97 33 108] [192 168 155 3] [0 0 255 255] [0 0 0 0]
2015/01/08 14:52:19 Time spend ms 97
2015/01/08 14:52:19
2015/01/08 14:52:20 Ping  www.baidu.com
2015/01/08 14:52:20 IP: 180.97.33.108
2015/01/08 14:52:20 Runing Ping data  [8 0 247 255] [0 0 0 0]
2015/01/08 14:52:20 Recv data  [69 0 0 28] [59 158 64 0] [49 1 220 201] [180 97 33 108] [192 168 155 3] [0 0 255 255] [0 0 0 0]
2015/01/08 14:52:20 Time spend ms 91
2015/01/08 14:52:20
2015/01/08 14:52:21 Ping  www.baidu.com
2015/01/08 14:52:21 IP: 180.97.33.108
2015/01/08 14:52:21 Runing Ping data  [8 0 247 255] [0 0 0 0]
2015/01/08 14:52:21 Recv data  [69 0 0 28] [60 35 64 0] [49 1 220 68] [180 97 33 108] [192 168 155 3] [0 0 255 255] [0 0 0 0]
2015/01/08 14:52:21 Time spend ms 114

pingScan

这是一个简单快速的在线主机扫描工具

实现语言: golang , 支持平台 *nix, win, arm…

功能特性

可以快速探测局域网内的在线主机
拥有极快的扫描速度,可以超过 nmap
可以命令行指定 ping 超时时间,以及没有新结果的等待时间
可以及其方便的指定 IP 段. 如 10.1.1-12.1-255 代表 10.1.1.1->10.1.12.255 之前的所有 IP

并发扫描采用 golang 自带的 goroutine 实现(类似于协程),而不是通常的多线程实现,可以同时发起上万请求而不会向使用线程一样占用大量 CPU.
在 Linux 系统下通过修改一些参数即可实现万级并发,详见
http://blog.csdn.net/guowake/article/details/6615728

使用说明

  bin git:(master)  sudo ./pingScan   --help
Usage of ./pingScan:-ip="10.1.12.1-255":-n=255: Number of requests to perform-t=3000: Millisecond of ping timeout-w=3: Second wait after no ans

效果如下

  bin git:(master)  time fab pingScan_test
[localhost] local: go build cs/ok/pingScan
[localhost] local: sudo ./pingScan  -ip="10.1.8.1-255" -n=300 -t=3000 -w=2
10.1.8.1-255
now: 10.1.8.1
all:255 over:44 pre:0.000000
all:255 over:44 pre:0.000000
timeout  2
ip:10.1.8.1 success:true
ip:10.1.8.112 success:true
ip:10.1.8.111 success:true
ip:10.1.8.110 success:true
ip:10.1.8.109 success:true
ip:10.1.8.104 success:true
...
###########################
success:44 error:0
Done.
fab pingScan_test  0.40s user 0.17s system 20% cpu 2.846 total

网络聊天程序的设计与实现

功能需求

参照附录 1，了解 Socket 通信的原理，在此基础上编写一个聊天程序。

功能特性:

实现语言: golang , 支持平台 *nix, win, arm…
可以实现群聊,点对点聊天
客户端可以使用 netcat
使用说明, 运行服务器 ./simpleChat --port 9000
然后客户端运行 nc localhost 9000
就会提示输入昵称,确定之后就可以进入聊天室
输入/name msg 可以发送消息 msg 给昵称为 name 的用户
其它任意字符则为群发
任一用户下线或者上线其它用户都会接收到通知.

服务器运行效果:

  bin git:(master)  fab simpleChat_test
[localhost] local: go build cs/ok/simpleChat
[localhost] local: ./simpleChat
2015/01/08 15:28:20 simpleChat run on  0.0.0.0:6666
2015/01/08 15:28:20 please type "nc serverip youport" to connect it
2015/01/08 15:28:20 for example: nc localhost 6666
TRACE: 2015/01/08 15:28:23 chat.go:117: New user asd 127.0.0.1:46206
TRACE: 2015/01/08 15:28:23 chat.go:82: brodCast New user asd 127.0.0.1:46206
TRACE: 2015/01/08 15:28:25 chat.go:63: asd: das
TRACE: 2015/01/08 15:28:25 chat.go:82: brodCast asd: das
TRACE: 2015/01/08 15:28:26 chat.go:63: asd: asd
TRACE: 2015/01/08 15:28:26 chat.go:82: brodCast asd: asd
TRACE: 2015/01/08 15:28:26 chat.go:63: asd: asd
TRACE: 2015/01/08 15:28:26 chat.go:82: brodCast asd: asd

客户端运行效果:

  ~  nc localhost 6666
Input you name:asd
You name:asd
You ip:127.0.0.1:46206
type "/name msg" to chat
type "msg" to broadcast
Online user 0:
das
asd: das
asd
asd: asd
asd
asd: asd
^C

简单 Web Server 程序的设计与实现

设计原理

根据上述 HTTP 协议的作用原理，实现 GET 请求的 Web 服务器程序的方法如下：

创建 ServerSocket 类对象，监听端口 8080。这是为了区别于 HTTP 的标准 TCP/IP 端口 80 而取的
等待、接受客户机连接到端口 8080，得到与客户机连接的 socket
创建与 socket 字相关联的输入流 instream 和输出流 outstream
从与 socket 关联的输入流 instream 中读取一行客户机提交的请求信息，请求信息的格式为：GET 路径/文件名 HTTP/1.1
从请求信息中获取请求类型。如果请求类型是 GET，则从请求信息中获取所访问的 HTML 文件名。没有 HTML 文件名时，则以 index.html 作为文件名
如果 HTML 文件存在，则打开 HTML 文件，把 HTTP 头信息和 HTML 文件内容通过 socket 传回给 Web 浏览器，然后关闭文件。否则发送错误信息给 Web 浏览器
关闭与相应 Web 浏览器连接的 socket 字,如果浏览器支持 KeepAlive,则保持连接直到超时

系统实现&功能特性

项目名称 pythonHTTPServer
实现语言 python（此实现大量参考 Python 标准库的设计)
跨平台 linux/win/arm…
使用方式: python server.py --port 10001 --www "./"
默认端口: :8000
默认 www 目录: 当前目录
支持协议版本为 HTTP1.1
目前支持 GET.
支持识别 index.html index.htm
支持列目录
支持 404 400 等错误
支持识别 url 中的 #,?
防止目录遍历漏洞.(通过 …/…/之类的 url)
支持中文目录名和文件名

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