Python实现TCP协议下的端口映射功能的脚本程序示例

1 端口映射

举个例子来说明一下端口映射的作用。

有A、B、C三台计算机，A、B互通，B、C互通，但是A、C不通，这个时候在C上开了一个Web服务，如何让A访问C的Web服务？

最简单有效的办法就是在B上开一个端口映射服务，然后让A访问B的某个端口，B将这个端口上的所有流量全部转发到C的Web服务端口上，同时将C上Web服务返回的流量也全部转发给A。这样对A来说，以B为跳板，实现了间接访问C上Web服务的目的。

2 实现流程

端口映射的原理并不复杂，本文以TCP为例介绍一下实现过程，简单画了个时序图（如下），这里就不再用文字赘述了。

需要注意的是，由于端口映射只是单纯的流量转发，对应用层数据不进行处理，所以对于多通道协议是无法支持的（如FTP协议）。

3 代码示例

按照上面的流程，Python实现如下（建议从后向前看）：

    # -*- coding: utf-8 -*-
    # tcp mapping created by hutaow(hutaow.com) at 2014-08-31

    import socket
    import threading

    # 端口映射配置信息
    CFG_REMOTE_IP = '192.168.0.10'
    CFG_REMOTE_PORT = 22
    CFG_LOCAL_IP = '0.0.0.0'
    CFG_LOCAL_PORT = 10022

    # 接收数据缓存大小
    PKT_BUFF_SIZE = 2048

    # 调试日志封装
    def send_log(content):
      print content
      return

    # 单向流数据传递
    def tcp_mapping_worker(conn_receiver, conn_sender):
      while True:
        try:
          data = conn_receiver.recv(PKT_BUFF_SIZE)
        except Exception:
          send_log('Event: Connection closed.')
          break

        if not data:
          send_log('Info: No more data is received.')
          break

        try:
          conn_sender.sendall(data)
        except Exception:
          send_log('Error: Failed sending data.')
          break

        # send_log('Info: Mapping data > %s ' % repr(data))
        send_log('Info: Mapping > %s -> %s > %d bytes.' % (conn_receiver.getpeername(), conn_sender.getpeername(), len(data)))

      conn_receiver.close()
      conn_sender.close()

      return

    # 端口映射请求处理
    def tcp_mapping_request(local_conn, remote_ip, remote_port):
      remote_conn = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

      try:
        remote_conn.connect((remote_ip, remote_port))
      except Exception:
        local_conn.close()
        send_log('Error: Unable to connect to the remote server.')
        return

      threading.Thread(target=tcp_mapping_worker, args=(local_conn, remote_conn)).start()
      threading.Thread(target=tcp_mapping_worker, args=(remote_conn, local_conn)).start()

      return

    # 端口映射函数
    def tcp_mapping(remote_ip, remote_port, local_ip, local_port):
      local_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
      local_server.bind((local_ip, local_port))
      local_server.listen(5)

      send_log('Event: Starting mapping service on ' + local_ip + ':' + str(local_port) + ' ...')

      while True:
        try:
          (local_conn, local_addr) = local_server.accept()
        except KeyboardInterrupt, Exception:
          local_server.close()
          send_log('Event: Stop mapping service.')
          break

        threading.Thread(target=tcp_mapping_request, args=(local_conn, remote_ip, remote_port)).start()

        send_log('Event: Receive mapping request from %s:%d.' % local_addr)

      return

    # 主函数
    if __name__ == '__main__':
      tcp_mapping(CFG_REMOTE_IP, CFG_REMOTE_PORT, CFG_LOCAL_IP, CFG_LOCAL_PORT)

4 运行

运行效果如下，192.168.0.20通过连接映射服务器的10022端口，成功访问192.168.0.10的SSH服务（22端口）：