c++ - boost .asio : multi ports application-layer protocol

Question

我正在设计一个客户端-服务器应用程序，我需要在它们之间使用三个不同的 channel 。在架构下方，客户端打开到服务器的连接 (1)，然后服务器在其他端口上打开两个到客户端的连接 (2)。

|-----------|                  |-----------|
|           |  (1) port: 8000  |           |
|           |<-----------------|           |
|           |                  |           |
|           |                  |           |
|  Server   |  (2) port: 8001  |  Client   |
|           |----------------->|           |
|           |                  |           |
|           |  (2) port: 8002  |           |
|           |----------------->|           |
|-----------|                  |-----------|

一个简单的 channel 服务器示例:http://www.boost.org/doc/libs/1_55_0/doc/html/boost_asio/example/cpp11/echo/async_tcp_echo_server.cpp

我的问题是如何基于 boost.asio 框架实现它？或者，如何从服务器打开新连接 (2)？

附言也许更好的协议(protocol)是在建立第一个连接时从客户端打开另外两个连接？但是在这种情况下，asio 中使用的结构可能是什么？

提前致谢!

Answer 1

正如已经指出的那样，任何需要稳健的系统都不应该假定路由/防火墙可以使连接从服务器返回到客户端。

我们将如何解决这个问题？

• 客户端连接到服务器:8000
• 服务器以 session UID 响应
• 客户端负责连接另外两个“ channel ”，使用 session UID 作为关联 ID
• 如果参与给定 session UID 的所有 3 个“ channel ”(即套接字)都已连接，则服务器决定 session 已完全准备好。如果发生超时，服务器会记下整个 session 并关闭所有已打开的套接字。

这相当简单，但需要有线协议(protocol)来协调连接的 session 和 channel “角色”。我最初选择不将其作为演示来实现。相反，我认为学习 Boost Asio 并像您的原始绘图一样实现反向 channel (从服务器端启动)将是一个很好的练习。

完整代码在github: https://gist.github.com/sehe/9946161

注意事项:

• 有一个用于服务器(端口 8000)和“后台 channel ”(端口 8001、8002)的“通用”监听器实现。参见 listener.hpp
• 我选择了stackless 协程 方法。这需要 Boost Asio 1.54
• 这种方法导致了对 shared_ptr<> 的相对滥用，至少在我看来。原因是，如果协程(也是完成仿函数)可以毫无问题地复制，那将是非常有益的。我可能可以通过创建类本身来清理它 enable_shared_from_this并绑定(bind)到 shared_from_this反而。现在的好处是(几乎)没有bind -表达式。

• 创建“后台 channel ”是在服务器类中完成的 which overrides on_accept :

  virtual bool on_accept(tcp::socket& socket) override
  {
      auto host = socket.remote_endpoint().address().to_string();
      // for now setting up the back-connections is all synchronous -
      // that might not work well in practice (scaling, latency) but...
      try
      {
          tcp::resolver resolver(socket.get_io_service());
          auto ep1 = resolver.resolve(tcp::resolver::query(host, "8001"));
          auto ep2 = resolver.resolve(tcp::resolver::query(host, "8002"));
  
          backsock1 = make_shared<tcp::socket>(socket.get_io_service());
          backsock2 = make_shared<tcp::socket>(socket.get_io_service());
  
          backsock1->connect(*ep1);
          backsock2->connect(*ep2);
  
          std::cerr << "on_accept: back channels connected for " << host << "\n";
      } catch(std::exception const& e)
      {
          std::cerr << "on_accept: '" << e.what() << "' for " << host << "\n";
          return false;
      }
  
      return base_type::on_accept(socket);
  }
  

• 如果 on_accept失败(例如，我们的服务器无法连接后台 channel )在“主”套接字(初始连接)上返回一个错误并且 session 中止

一共有三个程序:

• run_server (监听端口 8000)

• run_client (它连接到端口 8000 并监听 8001,8002)，并发送 1 条消息。您可以通过连接反向 channel 并在所有三个套接字上发送不同的消息来观察服务器如何响应。

• test (结合了两者):

  #include <boost/asio.hpp>
  #include <boost/thread.hpp>
  #include "server.hpp"
  #include "client.hpp"
  
  int main()
  {
      boost::asio::io_service svc;
  
      // start service on a separate thread
      boost::thread th([&svc] { 
              svc.post(demo::server(svc));
              svc.run(); 
              });
  
      boost::this_thread::sleep_for(boost::chrono::milliseconds(500)); // allow server to start accepting
  
      // post client traffic to the service
      std::cerr << "Starting a test client that sends a message...\n";
      demo::client client(svc, "localhost", "8000");
  
      // await interrupt (or new connections)
      th.join();
  }
  

最后一个程序的输出如下:

Starting a test client that sends a message...
on_accept: back channels connected for 127.0.0.1
listener 127.0.0.1:8000: accepting connection from 127.0.0.1:40999
listener 127.0.0.1:8000: 'hello world from demo client' received from 127.0.0.1:40999
listener 127.0.0.1:8001: accepting connection from 127.0.0.1:40132
listener 127.0.0.1:8002: accepting connection from 127.0.0.1:37970
listener 127.0.0.1:8001: 'We've received a request of length 29' received from 127.0.0.1:40132
listener 127.0.0.1:8002: 'We're handling it in void demo::server::do_back_chatter(const string&)' received from 127.0.0.1:37970
listener 127.0.0.1:40999: 'ECHO hello world from demo client' received from 127.0.0.1:8000