CN116962509B - 基于quic协议的网络代理方法以及网络代理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于quic协议的网络代理方法及网络代理系统，属于网络通讯领域，包括：终端设备向网络代理客户端发送请求数据；网络代理客户端将请求数据进行quic协议的二次封装形成quic请求数据包，并对quic请求数据包进行转发；网络代理服务端接收到quic请求数据包，对quic请求数据包解包还原为原始协议，并发送至应用目标服务器；应用目标服务器针对所述请求数据返回响应数据至网络代理服务端；网络代理服务端对所述响应数据二次封装形成quic响应数据包后转发至网络代理客户端；网络代理客户端对quic响应数据包解包再发送至终端设备。使用本方法能够在原有的协议下即可实现quic协议的数据传输。

Description

基于quic协议的网络代理方法以及网络代理系统

技术领域

本申请属于网络通信领域，特别涉及一种基于quic协议的网络代理方法以及网络代理系统。

背景技术

网络代理是指通过代理端向服务端发出网络请求，服务端通过代理端向客户端设备返回相应的数据，需要在客户端中安装相应的网络代理类软件，并通过特定的网络通讯协议来实现。

现有的网络代理类软件大多是基于tcp或udp或http协议实现。但是上述代理协议均存在较大的问题，比如tcp协议采用长连接方式，具有对头阻塞、无效带宽消耗较大、断网需要重连等缺点；udp协议存在不可靠、丢包、无序、重复等缺点；http协议则不仅无效带宽消耗大且应用范围窄的缺陷。

为解决上述问题出现了quic协议，例如申请号为CN202211610799.7的一种图像传输的动态网络代理访问方法及系统，虽然能够解决上述问题，但是需要在客户端、代理网关和目标图形服务端均集成quic协议栈，且其仅能够对图像进行传输，局限性较高。

因此，需要一种新型的基于quic协议的网络代理的技术方案，能够解决上述问题。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本申请提供了一种基于quic协议的网络代理方法以及网络代理系统，通过对数据的协议进行二次封装并代理转发，从而使客户端上的应用软件无法做任何适配性的二次开发，仍然使用原有的协议和方法即可实现数据采用quic协议进行发送和接收。

本申请所要达到的技术效果通过以下方案实现：

根据本申请的第一方面，提供一种基于quic协议的网络代理方法，包括如下步骤：

S110：终端设备采用原始协议向网络代理客户端发送请求数据；

S120：网络代理客户端接收请求数据，将请求数据进行quic协议的二次封装形成quic请求数据包，并对quic请求数据包进行转发；

S130：网络代理服务端接收到quic请求数据包，对quic请求数据包进行解包还原为原始协议，并将原始协议下的请求数据发送至应用目标服务器；

S140：应用目标服务器针对所述请求数据返回响应数据至网络代理服务端；

S150：网络代理服务端对所述响应数据进行quic协议的二次封装形成quic响应数据包后转发至网络代理客户端；

S160：网络代理客户端对quic响应数据包进行解包还原至原始协议再发送至终端设备。

优选地，所述网络代理客户端与所述网络代理服务端之间通过若干中转节点进行数据的传输，所述请求数据中包含应用目标服务器的IP地址，所述中转节点根据所述IP地址对quic请求数据包进行转发。

优选地，所述网络代理客户端启动后，根据配置内容向网络代理服务端发送验证，具体分为：

向网络代理服务端直接发送登录请求，网络代理服务端进行校验，通过后再进行数据发送；

或者网络代理客户端向中转节点发送登录请求，中转节点再向网络代理服务端发送登录请求，所述网络代理服务端校验通过后再通过中转节点返回登录结果，通过后再进行数据发送。

优选地，进行quic协议的二次封装具体方法为：将原始协议下的请求数据或响应数据作为quic数据部分，在quic数据部分的前端添加新的IP首部、UDP首部以及quic首部组成新的quic请求数据包或quic响应数据包；

进行解包还原的具体方法为：提取quic请求数据包或quic响应数据包的quic数据部分，对quic进行解析并替换其中的源地址和源端口后按照原始协议进行发送。

优选地，使用中转节点进行数据传输时，网络代理客户端以及网络代理服务端互相进行网络延迟探测，根据网络延迟探测的结果选择网络延时小于阈值的中转节点进行数据传输。

优选地，进行网络延迟探测的方法为：

网络代理客户端和网络代理服务端分别向对方发送网络延时探测包，所述网络延时探测包中至少包括中转节点的节点ID以及发出时的初始时间戳；

所述网络延时探测包分别根据所述节点ID通过相对应的中转节点到达网络代理客户端和网络代理服务端；

网络代理客户端和网络代理服务端接收到网络延迟探测包后，返回响应数据，所述响应数据中包括返回时间戳；

根据所述初始时间戳以及所述返回时间戳的时间差计算网络延时。

优选地，发送时，对quic请求数据包以及quic响应数据包分别进行分片处理形成若干分片数据包，将所述分片数据包分别通过不同的中转节点进行发送；网络代理客户端和网络代理服务端分别根据每个中转节点的网络延时重新对发送至每个中转节点的分片数据包进行调整。

优选地，根据网络延迟对分片数据包进行调整为：

对quic请求数据包以及quic响应数据包重新分片形成若干大小不一的分片数据包，按照网络延时的大小分配不同大小的分片数据包；

或者，按照网络延时的大小分配不同数量的所述分片数据包。

优选地，根据配置内容中数据传输可靠性的设定，对同一分片数据包通过不同的中转节点进行若干次发送，网络代理客户端或网络代理服务端接收到相同的分片数据包则自动抛弃。

根据本申请的第二方面，提供一种采用上述基于quic协议的网络代理方法的网络代理系统，包括终端设备、网络代理客户端、网络代理服务端、应用目标服务器以及若干中转节点，其中：

所述终端设备，用于采用原始协议向网络代理客户端发送请求数据；

所述网络代理客户端，用于接收终端设备的原始协议的数据请求并进行二次封装为quic请求数据包；以及接收网络代理服务端的quic响应数据包并解封为原始协议的响应数据；

所述网络代理服务端，用于接收quic请求数据包并解封为相应协议的请求数据；以及接收应用目标服务器的响应数据并二次封装为quic响应数据包；

所述中转节点，用于根据需要对quic请求数据包以及quic响应数据包进行中转发送；

所述应用目标服务器，用于针对所述请求数据返回响应数据至网络代理服务端。

采用本申请基于quic协议的网络代理方法的有益效果在于：能够将各种协议类型的数据进行二次封装，采用高效、灵活的quic协议进行数据的传输，对客户端以及服务器所使用的协议无要求，且能够实现数据的高速和可靠的传输。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例中一种基于quic协议的网络代理方法的流程图；

图2为本申请一实施例中基于quic协议的网络代理方法的网络代理系统的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请一实施例中的基于quic协议的网络代理方法，包括如下步骤：

S110：终端设备采用原始协议向网络代理客户端发送请求数据；

在该步骤中，用户将自己的终端设备设置了网络代理，打开网络代理客户端后，网络代理客户端会根据预先配置好的设置内容向网络代理服务端发送验证，在短距离传输时，可以是：向网络代理服务端直接发送登录请求，网络代理服务端接收到该登录请求后，进行登录有效性的校验，通过后会返回登录结果，网络代理客户端接收到登录成功的响应后，保存该状态并开启代理监听端口，若登录失败则提示对应的错误状态，并关闭代理监听端口；

在传输距离较远或网络环境差异较大时，会采用若干中转节点进行数据转发，此时网络代理客户端向中转节点发送登录请求，中转节点再向网络代理服务端发送登录请求，网络代理服务端校验通过后再通过中转节点返回登录结果，通过后再进行数据发送。

进行登录验证能够避免非授权用户使用而占用网络带宽和服务器处理能力，从而提高数据传输的效率，而且能够提高数据传输的可靠性。

其中终端设备发送的数据可以是基于tcp、udp或http等任意协议的数据类型，而其发送的数据类型即为原始协议。

S120：网络代理客户端接收请求数据，将请求数据进行quic协议的二次封装形成quic请求数据包，并对quic请求数据包进行转发；

在该步骤中，将各种协议类型的数据采用quic协议标准方法进行封装，形成新的quic数据包，并采用quic数据包对请求数据进行发送，以克服传统tcp、udp或http协议的缺陷，实现高效、灵活、可靠的数据传输。

在使用中转节点进行数据传输时，请求数据中包含应用目标服务器的IP地址，中转节点根据IP地址对quic请求数据包进行转发。

S130：网络代理服务端接收到quic请求数据包，对quic请求数据包进行解包还原为原始协议，并将原始协议下的请求数据发送至应用目标服务器；

在该步骤中，quic请求数据包中包含有原始协议以及原始的请求数据，网络代理服务端将quic协议部分去除以获得原始的数据请求，并能够得知原始协议的类型。

将获得的原始的数据请求基于原始协议发送至目标服务器。

在其他实施例中，可以根据目标服务器所能够接收的类型对原始的数据请求进行再次封装或数据转换，以方便目标服务器进行读取。

S140：应用目标服务器针对请求数据返回响应数据至网络代理服务端；

在该步骤中，基于请求数据内容，目标服务器进行响应后，将响应数据按照原始协议的类型返回至网络代理服务端。

在其他实施例中，可以根据目标服务器所适合的协议类型返回响应数据，网络代理服务端再对该响应数据按照原始协议进行数据转换。

S150：网络代理服务端对响应数据进行quic协议的二次封装形成quic响应数据包后转发至网络代理客户端；

在该步骤中，与S120中的步骤相似，将各种协议类型的数据采用quic协议标准方法进行封装，形成新的quic数据包，并采用quic数据包对响应数据进行发送，以实现高效、灵活、可靠的数据传输。

S160：网络代理客户端对quic响应数据包进行解包还原至原始协议再发送至终端设备。

网络代理客户端将quic响应数据包的quic协议部分去除后，能够得到原始协议下的响应数据，从而使应用软件无需做任何适配性的二次开发，仍然使用原有的协议和方法即可实现quic协议的数据传输。

在本申请一实施例中，进行quic协议的二次封装具体方法为：将原始协议下的请求数据或响应数据作为quic数据部分，在quic数据部分的前端添加新的IP首部、UDP首部以及quic首部组成新的quic请求数据包或quic响应数据包；

以原始协议为TCP协议的请求数据为例，由于TCP协议是封装在IP数据包中，将该数据包（含IP首部+TCP首部+TCP数据）做为新quic数据包的quic数据部分，为其添加新的IP首部+UDP首部+quic首部后组成新quic数据包作为quic请求数据包进行发送。

进行解包还原的具体方法为：提取quic请求数据包或quic响应数据包的quic数据部分，对quic进行解析并替换其中的源地址和源端口后按照原始协议进行发送；

以上述TCP协议经过二次封装形成的quic请求数据包为例，待quic请求数据包到达网络代理服务端，程序提取quic请求数据包中的quic数据部分后进行解析并替换其中的源地址和源端口为网络代理服务端地址和端口后按TCP协议发送解析后的新数据包至网络代理客户端。在上述的封包和解包过程中只需要对源地址和源端口进行相应替换即可，计算量少且简单，不会影响数据传输效率。

在本申请一实施例中，使用中转节点进行数据传输时，网络代理客户端以及网络代理服务端互相进行网络延迟探测，根据网络延迟探测的结果选择网络延时小于阈值的中转节点进行数据传输，具体方法为：

网络代理客户端和网络代理服务端分别向对方发送若干的网络延时探测包，网络延时探测包中至少包括中转节点的节点ID以及发出时的初始时间戳，网络延时探测包的数量与中转节点的数量一致，保证每个中转节点均能够进行网络延时的探测；

网络延时探测包分别根据节点ID通过相对应的中转节点到达网络代理客户端和网络代理服务端；

网络代理客户端和网络代理服务端接收到网络延迟探测包后，返回响应数据，响应数据中包括返回时间戳，返回时间戳即网络代理客户端和网络代理服务端接收到网络延迟探测包的时间或者发送响应数据的时间；

根据初始时间戳以及返回时间戳的时间差计算网络延时。

设置网络延时阈值，将网络延时高于该阈值的节点ID对应的中转节点进行标记并弃用，只保留阈值以内的节点ID对应的中转节点，以保证数据传输的可靠性，以及保证数据传输的效率。

在本申请一实施例中，网络代理客户端或网络代理服务端进行数据发送时，对quic请求数据包以及quic响应数据包分别进行分片处理形成若干分片数据包，再将分片数据包分别通过不同的中转节点进行发送；

例如将原始的数据包按照默认大小设置，拆分为1024字节的均等的分片数据包，再将各个分片数据包按照顺序依次按照节点ID分配发送至相应的中转节点，使串行的数据传输成为并行的传输模式，能够大大提高数据传输的效率以及网络带宽的利用率，能够避免单个中转节点的网络延迟过大造成整体数据传输较慢的问题。

在完成第一轮数据传输之后，网络代理客户端和网络代理服务端分别收集各个中转节点的网络延时数据，根据每个中转节点的网络延时重新对发送至每个中转节点的分片数据包进行调整，减小延时高的中转节点的数据量，并增加延时较低的中转节点的数据传输量，以达到最佳的传输效率。

在本申请一实施例中，根据网络延迟对分片数据包进行调整为：

对剩余的quic请求数据包或者quic响应数据包进行重新分片，形成若干大小不一的分片数据包，例如根据每个中转节点每秒钟的数据传输速率对数据包进行划分，使每个中转节点均能够在一定时间内完成一个分片数据包的传输，再将分配好的分片数据包分配给相应的中转节点，保证每个中转节点满负荷运转，避免因等待其他中转节点而造成资源浪费，进一步提高数据传输的效率；

在本申请的另一实施例中，按照网络延时的大小分配不同数量的分片数据包给不同的中转节点，例如，对于延时较高的中转节点，分配一个分片数据包，并对延时较低的中转节点分配两个分片数据包，以达到数据传输的平衡。

在本申请一实施例中，根据配置内容中数据传输可靠性的设定，对同一分片数据包通过不同的中转节点进行若干次发送，网络代理客户端或网络代理服务端接收到相同的分片数据包则自动抛弃。具体的：

在网络代理客户端启动后，用户根据数据的重要性进行传输可靠性的设定，例如设置为“1默认、2中等、3高等”等，如果将传输可靠性设置为高等，则在分片数据包进行发送时，对同一分片数据包向不同的中转节点发送3份，避免单个中转节点的故障而造成数据传输的失败，从而提高网络传输的可靠性，避免丢包的现象发生。

如果对于数据的传输可靠性要求不高，且希望能够提高数据传输速率，则可以设置传输可靠性为默认，则针对同一分片数据包仅会发送一份，从而提高了数据的传输效率。

在本申请一实施例中，网络代理客户端和网络代理服务端之间的直连模式以及中转模式可以同时使用，也可以根据需要选择其中一种类型使用，即网络代理客户端和网络代理服务端之间可以进行直接的数据传送，也可以通过中转节点进行数据传输，或者二者结合。且网络代理客户端、中转节点以及网络代理服务端的每两端之间都可以基于已有链接创建多传输通道实现多路复用。

如图2所示，本申请一实施例中的采用上述基于quic协议的网络代理方法的网络代理系统，包括终端设备10、网络代理客户端11、网络代理服务端21、应用目标服务器20以及若干中转节点30，其中：

终端设备10，用于采用原始协议向网络代理客户端11发送请求数据；

网络代理客户端11，用于接收终端设备10的原始协议的数据请求并进行二次封装为quic请求数据包；以及接收网络代理服务端21的quic响应数据包并解封为原始协议的响应数据；

网络代理服务端21，用于接收quic请求数据包并解封为相应协议的请求数据；以及接收应用目标服务器20的响应数据并二次封装为quic响应数据包；

中转节点30，用于根据需要对quic请求数据包以及quic响应数据包进行中转发送；

应用目标服务器20，用于针对请求数据返回响应数据至网络代理服务端21。

网络代理客户端11和网络代理服务端21均具备数据分割的作用，即将数据包分割为若干分片数据包，并且能够将分片数据包向多个中转节点30进行分发；在接收完所有的分片数据包后能够重新组合形成完整的数据包。

网络代理客户端11和网络代理服务端21均能够对各个中转节点30的网络延迟进行统计，并实时调整数据传输的方案，并重新分割分片数据包的大小。

根据本申请的一实施例，采用本基于quic协议的网络代理方法的有益效果在于，能够将各种协议类型的数据进行二次封装，采用高效、灵活的quic协议进行数据的传输，对客户端以及服务器所使用的协议无要求，且能够实现数据的高速和可靠的传输。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于quic协议的网络代理方法，其特征在于，包括如下步骤：

终端设备采用原始协议向网络代理客户端发送请求数据；

网络代理客户端接收请求数据，将请求数据进行quic协议的二次封装形成quic请求数据包，并对quic请求数据包进行转发；

网络代理服务端接收到quic请求数据包，对quic请求数据包进行解包还原为原始协议，并将原始协议下的请求数据发送至应用目标服务器；

应用目标服务器针对所述请求数据返回响应数据至网络代理服务端；

网络代理服务端对所述响应数据进行quic协议的二次封装，形成quic响应数据包后，转发至网络代理客户端；

网络代理客户端对quic响应数据包进行解包还原至原始协议，再发送至终端设备；

所述网络代理客户端与所述网络代理服务端之间通过若干中转节点进行数据的传输，所述请求数据中包含应用目标服务器的IP地址，所述中转节点根据所述IP地址对quic请求数据包进行转发；

使用中转节点进行数据传输时，网络代理客户端以及网络代理服务端互相进行网络延迟探测，根据网络延迟探测的结果选择网络延时小于阈值的中转节点进行数据传输；

发送时，对quic请求数据包以及quic响应数据包分别进行分片处理形成若干分片数据包，将所述分片数据包分别通过不同的中转节点进行发送；网络代理客户端和网络代理服务端分别根据每个中转节点的网络延时重新对发送至每个中转节点的分片数据包进行调整；

根据所述网络延迟对分片数据包进行调整为：

对quic请求数据包以及quic响应数据包重新分片形成若干大小不一的分片数据包，按照网络延时的大小分配不同大小的分片数据包；

或者，按照网络延时的大小分配不同数量的所述分片数据包。

2.根据权利要求1所述的基于quic协议的网络代理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述网络代理客户端启动后，根据配置内容向网络代理服务端发送验证，具体分为：

向网络代理服务端直接发送登录请求，网络代理服务端进行校验，通过后再进行数据发送；

或者网络代理客户端向中转节点发送登录请求，中转节点再向网络代理服务端发送登录请求，所述网络代理服务端校验通过后再通过中转节点返回登录结果，通过后再进行数据发送。

3.根据权利要求1所述的基于quic协议的网络代理方法，其特征在于，所述进行quic协议的二次封装具体方法为：将原始协议下的请求数据或响应数据作为quic数据部分，在quic数据部分的前端添加新的IP首部、UDP首部以及quic首部组成新的quic请求数据包或quic响应数据包；

所述进行解包还原的具体方法为：提取quic请求数据包或quic响应数据包的quic数据部分，对quic进行解析并替换其中的源地址和源端口后按照原始协议进行发送。

4.根据权利要求1所述的基于quic协议的网络代理方法，其特征在于，所述进行网络延迟探测的方法包括以下步骤：

网络代理客户端和网络代理服务端分别向对方发送网络延时探测包，所述网络延时探测包中至少包括中转节点的节点ID以及发出时的初始时间戳；

所述网络延时探测包分别根据所述节点ID通过相对应的中转节点到达网络代理客户端和网络代理服务端；

网络代理客户端和网络代理服务端接收到网络延迟探测包后，返回响应数据，所述响应数据中包括返回时间戳；

根据所述初始时间戳以及所述返回时间戳的时间差计算网络延时。

5.根据权利要求1所述的基于quic协议的网络代理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据配置内容中数据传输可靠性的设定，对同一分片数据包通过不同的中转节点进行若干次发送，网络代理客户端或网络代理服务端接收到相同的分片数据包则自动抛弃。

6.一种采用权利要求1至5任一项基于quic协议的网络代理方法的网络代理系统，其特征在于，包括终端设备、网络代理客户端、网络代理服务端、应用目标服务器以及若干中转节点，其中：

所述终端设备，用于采用原始协议向网络代理客户端发送请求数据；

所述网络代理客户端，用于接收终端设备的原始协议的数据请求并进行二次封装为quic请求数据包；以及接收网络代理服务端的quic响应数据包并解封为原始协议的响应数据；

所述网络代理服务端，用于接收quic请求数据包并解封为相应协议的请求数据；以及接收应用目标服务器的响应数据并二次封装为quic响应数据包；

所述中转节点，用于根据需要对quic请求数据包以及quic响应数据包进行中转发送；

所述应用目标服务器，用于针对所述请求数据返回响应数据至网络代理服务端。