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C++ 网络编程：实现端口转发

2023-06-27 07:32:58 深夜i -- --

C++ 网络编程端口转发实现编程技能

随着互联网的不断发展，网络编程越来越重要。而在现实场景中，经常涉及到需要将一个端口通过网络转发到另外一个端口的情况，比如说内网穿透。本文将介绍如何使用C++进行网络编程实现端口转发。

首先，需要了解一些基本的网络编程知识，如什么是TCP和UDP。TCP是一种面向连接的协议，它保证数据传输的可靠性；UDP则是一种无连接的协议，它注重数据传输的速度。在实际应用中，通常使用TCP进行端口转发。

具体而言，我们需要实现一个客户端和服务端，客户端负责将原本要连接的端口连接到服务端，而服务端则将数据转发到目标端口。以下是一个简单的代码实现：

服务端


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
  if (argc != 3) {
    printf("Usage: %s listen_port forward_port\n", argv[0]);
    return -1;
  }
  int server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建服务端socket
  if (server_sock == -1) {
    perror("socket");
    return -1;
  }
  struct sockaddr_in server_addr, client_addr, forward_addr;
  memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
  memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));
  memset(&forward_addr, 0, sizeof(forward_addr));
  server_addr.sin_family = AF_INET;
  server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
  server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  if (bind(server_sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) { // 绑定端口
    perror("bind");
    return -1;
  }
  if (listen(server_sock, 10) == -1) { // 监听
    perror("listen");
    return -1;
  }
  int client_sock;
  socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
  while (1) {
    client_sock = accept(server_sock, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len); // 接收客户端连接
    if (client_sock == -1) {
      perror("accept");
      return -1;
    }
    int forward_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建一个新socket，用于连接到转发端口
    if (forward_sock == -1) {
      perror("socket");
      return -1;
    }
    forward_addr.sin_family = AF_INET;
    forward_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    forward_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    if (connect(forward_sock, (struct sockaddr *)&forward_addr, sizeof(forward_addr)) == -1) { // 连接到目标端口
      perror("connect");
      return -1;
    }
    int pid = fork(); // 创建子进程
    if (pid == -1) {
      perror("fork");
    } else if (pid == 0) { // 子进程
      close(server_sock);
      char buf[4096];
      int n;
      while ((n = recv(client_sock, buf, sizeof(buf), 0)) > 0) { // 接收客户端数据并转发到目标端口
        if (send(forward_sock, buf, n, 0) == -1) {
          perror("send");
          break;
        }
      }
      close(client_sock);
      close(forward_sock);
      exit(0);
    } else { // 父进程
      close(client_sock);
      close(forward_sock);
    }
  }
  return 0;
}

客户端


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
  if (argc != 4) {
    printf("Usage: %s server_ip server_port forward_port\n", argv[0]);
    return -1;
  }
  int client_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建客户端socket
  if (client_sock == -1) {
    perror("socket");
    return -1;
  }
  struct sockaddr_in server_addr, forward_addr;
  memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
  memset(&forward_addr, 0, sizeof(forward_addr));
  server_addr.sin_family = AF_INET;
  server_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  struct hostent *he;
  if ((he = gethostbyname(argv[1])) == NULL) { // 解析服务器IP地址
    perror("gethostbyname");
    return -1;
  }
  memcpy(&server_addr.sin_addr, he->h_addr, he->h_length);
  if (connect(client_sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) { // 连接到服务端
    perror("connect");
    return -1;
  }
  int forward_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建一个新socket，用于连接到转发端口
  if (forward_sock == -1) {
    perror("socket");
    return -1;
  }
  forward_addr.sin_family = AF_INET;
  forward_addr.sin_port = htons(atoi(argv[3]));
  forward_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  if (connect(forward_sock, (struct sockaddr *)&forward_addr, sizeof(forward_addr)) == -1) { // 连接到目标端口
    perror("connect");
    return -1;
  }
  char buf[4096];
  int n;
  while ((n = recv(client_sock, buf, sizeof(buf), 0)) > 0) { // 接收服务端数据并转发到目标端口
    if (send(forward_sock, buf, n, 0) == -1) {
      perror("send");
      break;
    }
  }
  close(client_sock);
  close(forward_sock);
  return 0;
}

以上代码仅供学习参考，实际应用中需要考虑更多的因素，比如说错误处理、多线程优化等。这里仅是一个简单的示例，感兴趣的读者可以在此基础上进行更加自由的拓展实现。

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