自建内网穿透
在校园网环境下向互联网暴露自己的http服务器.
背景
需求
希望我的手机能随时通过数据网络访问到我的pc.
我写的自用的安卓软件TORRID有一些功能在如果我的pc提供的http服务器能够在公网被随时访问那会方便很多:
环境
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一台带有固定公网ip的低配低宽带的云服务器 (甚至还是共享型)
- 由于云服务器实在是低配置而且宽带低的可怜, 所以它仅作为内网穿透的工具而使用, 仅看中了他的
固定的公网ip这一优点.
-
pc处于全锥型NAT校园网环境 (最宽松的NAT类型).
-
手机使用对称型NAT数据网络 (最严格限制的类型).
校园网环境下的设备只有内网ip, 只有主动向外部网络发起请求的时候才会获得临时的公网ip+随机端口
实现效果
任何连入互联网的设备都能访问到我位于校园网内的pc提供的http服务.
实现
实现原理
云服务器运行程序:
- 监听8000端口, 接收pc发来的经过NAT后的ip和端口号.
- 监听8080端口, 响应手机的http请求告知其记录的ip:port信息.
pc端运行程序:
- 在某一端口运行http服务器, 运行数据备份同步, 响应漫画数据等业务数据逻辑. (此时服务器仅运行于pc本地及路由器网络下如寝室网内)
- 通过设置
端口复用, 同样使用该端口向云服务器的8000端口发送长TCP连接并以小于1/2超时时长的间隔持续不断的发送空数据的心跳包维持这个连接使从校园网获取到的临时port能够持续维系下去.
- 手机端的应用则可以通过访问云服务器的8080端口
获知pc的网络地址, 并实现向pc的单向网络通信.
云服务器端代码
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package main
import (
"log"
"net"
"net/http"
"strings"
"time"
)
// 存储PC的公网NAT地址（IP:端口）
var pcAddr string
func main() {
// 1. 启动TCP服务，接收PC的长连接并记录其NAT地址
go func() {
listener, err := net.Listen("tcp", ":8000")
if err != nil {
log.Fatalf("TCP监听失败: %v", err)
}
defer listener.Close()
for {
// 只处理第一个PC连接（自用场景）
conn, err := listener.Accept()
if err != nil {
log.Printf("接收连接失败: %v", err)
continue
}
// 记录PC的公网NAT地址（conn.RemoteAddr()返回的是NAT映射后的地址）
pcAddr = conn.RemoteAddr().String()
log.Printf("PC已连接，NAT地址: %s", pcAddr)
// 保持连接（读取数据防止连接被关闭，PC会发心跳）
go func(c net.Conn) {
defer c.Close()
c.SetReadDeadline(time.Now().Add(25 * time.Second))
buf := make([]byte, 1024)
for {
_, err := c.Read(buf)
if err != nil {
if !strings.Contains(err.Error(), "closed") {
log.Printf("PC连接断开: %v", err)
}
pcAddr = "" // 清空地址
return
}
// 读超时时间设置.
c.SetReadDeadline(time.Now().Add(45 * time.Second))
}
}(conn)
}
}()
// 2. 启动HTTP服务，供手机查询PC的NAT地址
http.HandleFunc("/get-pc-addr", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
if pcAddr == "" {
w.WriteHeader(http.StatusNotFound)
w.Write([]byte("PC未连接"))
return
}
w.Write([]byte(pcAddr)) // 返回格式: "公网IP:端口"
})
log.Println("云服务器启动，TCP端口:8000，HTTP查询端口:8080")
log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", nil))
}
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- 云服务器在这里的作用仅相当于
所有人都知道位置的留言板. pc端在此处留下自己的网络地址, 手机端根据留言板上的留言向pc端发送网络请求,
- 我去感觉我这个比喻打得
相当恰当啊.
pc端代码
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package main
import (
"fmt"
"log"
"net"
"net/http"
"time"
)
const (
serverIP = "替换为实际云服务器IP" // 替换为实际云服务器IP
serverPort = 8000 // 云服务器TCP端口（与服务端对应）
localPort = 7274 // 本地端口（同时用于HTTP服务和长连接）
interval = 20
)
func main() {
// 1. 启动本地HTTP服务（端口，供手机访问）
go func() {
mux := http.NewServeMux()
mux.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
w.Write([]byte("手机访问PC成功！"))
})
listener, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", localPort))
if err != nil {
log.Fatalf("本地HTTP服务启动失败: %v", err)
}
log.Printf("本地HTTP服务已启动，端口: %d", localPort)
log.Fatal(http.Serve(listener, mux))
}()
// 2. 与云服务器建立长连接并维持NAT映射
for {
dialer := net.Dialer{
LocalAddr: &net.TCPAddr{Port: localPort},
Timeout: 10 * time.Second,
}
conn, err := dialer.Dial("tcp", fmt.Sprintf("%s:%d", serverIP, serverPort))
if err != nil {
log.Printf("连接云服务器失败，5秒后重试: %v", err)
time.Sleep(5 * time.Second)
continue
}
log.Println("与云服务器建立长连接成功，开始发送心跳")
heartbeatTicker := time.NewTicker(interval * time.Second)
// 使用标志位控制内层循环，避免直接return导致流程不清晰
running := true
// 单独的资源释放函数，确保在各种退出路径下都能正确释放资源
cleanup := func() {
heartbeatTicker.Stop()
conn.Close()
log.Println("长连接断开，准备重连")
}
// 内层循环处理心跳逻辑，使用标志位控制退出
for running {
select {
case <-heartbeatTicker.C:
fmt.Println("续命成功.")
_, err := conn.Write([]byte("heartbeat"))
if err != nil {
log.Printf("心跳发送失败: %v", err)
running = false // 设置退出标志
}
}
}
// 执行资源清理
cleanup()
// 等待一小段时间再重连，避免频繁重试
time.Sleep(2 * time.Second)
}
}
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- “启动本地http服务"处做修改承担起实际业务, 响应漫画资源和数据备份同步等.
移动端代码
-> 后续有时间了改改我的安卓应用TORRID, 利用好这个工具.
完毕
摸索的过程
很早就有这个想法了, 看到29元/年的云服务器这还说啥了, 我下单就是了.
前后大概一周的时间:
- 稍微了解了
Go这门语言, 作为服务端语言, 可编译为单一的二进制文件很适合部署到云服务器上.
- 了解了网络相关的入门知识, 了解了
内网穿透, p2p的实现原理.
- 最后接近一整天的时间, 实际上手实现这一过程.
助手
豆包用起来的话, 感觉他啥都知道, 但有时候就是一句话都不多讲, 问什么讲什么, 提出什么需求就只解决哪个,
比如如下这一过程:
- 他告诉我为了使经NAT后的临时端口保持不被销毁, 需要pc端持续不断地向云服务器发送网络请求.
- 让他生成响应代码, 他返回了但端口还是会不断变化, 问来问去才知道网络请求是会随机采取本地端口向外连接, 由于NAT映射的四元组规则, 这会直接导致新分配另外一个临时端口.
- 让他每次都使用同一本地端口请求, 它返回的代码运行一会儿就崩了, 说是端口占用, 因为他只实现了我提出的每次使用同一本地端口的需求, 而甚至不多思考一步关闭原先端口
- ……
- 后来了解到了
TCP长连接, 心跳包等概念, 终于让它生成可用的代码了.
- 如上只是pc端代码的
向云服务器留言这一功能的摸索过程……
总而言之, 豆包好用, 这一实现借助它才得以完成, 但是摸索的这一过程常常陷入低效的碰壁, 哪天考虑考虑别的响应更快, 思考的更远的AI呢.
可恶
令人佩服的效率和耐心…
骗你的, 不止六七小时.