boost.asio : 多端口应用层协议

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通道。 在架构下方，客户端打开与服务器的连接 (1)，然后服务器在其他端口上打开与客户端的两个连接 (2)。

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

一个简单的频道服务器示例：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 框架实现这一点？或者，如何从服务器打开新连接（2）？

附：也许更好的协议可能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 中使用的结构是什么？

提前非常感谢！

Answer 1

正如已经指出的那样，任何需要健壮的系统都不应该假设路由/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
• 服务器以会话 UID 响应
• 客户端负责连接另外两个“通道”，使用会话 UID 作为关联 ID
• 如果使用给定会话 UID 参与的所有 3 个“通道”（即套接字）都已连接，则服务器确定会话已完全准备好。如果发生超时，服务器会记录整个会话并关闭所有已打开的套接字。

这相当简单，但需要有线协议来协调会话和通道“角色”以进行连接。我最初确实选择不将其作为演示来实现。相反，我认为学习 Boost Asio 会是一个很好的练习，并在原始绘图中实现反向通道（从服务器端启动）。

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

注意事项：

• 有一个用于服务器（端口 8000）和“反向通道”（端口 8001,8002）的“通用”侦听器实现。见listener.hpp
• 我选择了 stackless coroutine 方法。这需要 Boost Asio 1.54
• 至少在我看来，这种方法导致了shared_ptr<> 的相对滥用。原因是如果协程（也是完成函子）是可复制的，没有任何问题，这是非常有益的。我可以通过将类本身设为enable_shared_from_this 并绑定到shared_from_this 来清理这个问题。现在的好处是（几乎）没有bind-表达式。

• 在服务器类 which overrides on_accept 中创建“反向通道”：

  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);
  }
  

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共有三个程序：

• run_server（监听 8000 端口）

• run_client（连接到端口 8000 并监听 8001,8002），并发送 1 条消息。您可以通过在反向通道上连接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（两者结合）：

  #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