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golangのトラフィック転送

WBOY

リリース： 2023-05-19 09:42:07

オリジナル

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Golang トラフィック転送: Go 言語を使用して効率的なネットワークデータ転送を実現

概要

ネットワークデータ転送は、ネットワーク通信において必要かつ一般的な処理方法であり、その適用シナリオは非常に幅広いですクライアント要求をバックエンドサービスに転送したり、1 つの送信元アドレスから複数の宛先アドレスにデータを転送したりするなど。 Go 言語は優れた同時処理能力と効率的なネットワークプログラミングサポートを備えているため、Go 言語を使用してネットワークデータ転送を実現することには大きな利点があります。この記事では主に、Go 言語を使用して効率的なネットワークデータ転送を実現し、ネットワーク通信におけるデータ送信の問題を解決する方法を紹介します。

実装アイデア

基本アーキテクチャ

シンプルで安定しており、拡張しやすいアーキテクチャを採用して、ネットワークデータフォワーダーを入力、処理に分割します。 3 つのモジュールを出力します。入力モジュールは主に生データの受信と処理モジュールへの送信を担当し、処理モジュールは主に受信データのフィルタリング、処理、ルーティングおよびその他の操作を実行し、出力モジュールは処理されたデータをターゲットアドレスに送信します。以下の図に示すように:

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パイプラインモードを使用したデータ通信の実装

Go 言語では、パイプライン (チャネル) で同時に通信する方法。ネットワークデータフォワーダーでは、パイプラインモードを使用してデータの入力、処理、出力のプロセスを実装できます。

たとえば、入力モジュールでコルーチンを開始すると、入力ストリームのデータを継続的に監視し、パイプを使用してそれを処理モジュールに送信できます。処理モジュールは入力データを同時に処理するために n 個のコルーチンを起動し、処理されたデータをパイプを通じて出力モジュールに送信します。出力モジュールは、パイプ内のデータを継続的にリッスンしてターゲットアドレスに送信するコルーチンも開始します。以下の図に示すように:

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複数のコルーチンの同時処理

処理モジュールでは、次のコルーチンの同時処理を使用できます。複数のコルーチンデータを使用してデータ処理の速度を向上させます。処理モジュールはデータを受信した後、特定のビジネスニーズに応じて n 個のコルーチンを開始して同時処理を行い、単一のコルーチンのボトルネック問題を回避できます。

同時に、コルーチンがデータを処理した後、sync.WaitGroup などの同期メカニズムを使用して、出力モジュールに送信する前にすべてのコルーチンがデータを処理することを確認できます。これにより、データが処理の順序に従って出力モジュールに送信されることが保証され、データ処理中の順序外れの問題が回避されます。

ネットワークブロッキングを回避する

ネットワークデータを転送するときに、ネットワーク伝送の問題が原因でブロッキングの問題が発生する可能性があります。ネットワークのブロッキングによって引き起こされるパフォーマンスの問題を回避するために、Golang のノンブロッキング IO 実装を使用できます。

ノンブロッキング IO の実装では、IO 多重化テクノロジを使用して、データの読み取り時に読み取り IO イベントが発生する可能性のあるすべてのファイル記述子をポーリングします。ファイル記述子が読み取り可能になると、すぐに読み取られ、データがバッファーに配置されます。次の図に示すように:

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# ノンブロッキング IO テクノロジを使用することで、ネットワークデータの読み取りと送信のプロセスにおけるブロッキングの問題を回避し、データの効率を高めることができます。転送を改善できる可能性があります。

実装コード

次は、ネットワークデータ転送を実装するための Go 言語に基づく簡単なコード例です。

必要なライブラリをインポートします

package main

import (
    "fmt"
    "net"
    "os"
    "sync"
)

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「forward」という名前の関数を定義してデータ転送を実装します

func forward(inputAddr string, outputAddr string) {
    inputConn, err := net.Listen("tcp", inputAddr)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error listening: ", err.Error())
        os.Exit(1)
    }
    defer inputConn.Close()

    for {
        clientConn, err := inputConn.Accept()
        if err != nil {
            fmt.Println("Error accepting: ", err.Error())
        } else {
            go handleClient(clientConn, outputAddr)
        }
    }
}

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クライアント要求を処理するために「handleClient」という名前の関数を定義します。

func handleClient(client net.Conn, outputAddr string) {
    defer client.Close()
    server, err := net.Dial("tcp", outputAddr)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error connecting: ", err.Error())
        return
    }
    defer server.Close()

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)

    go func() {
        defer wg.Done()
        copyData(client, server)
    }()

    go func() {
        defer wg.Done()
        copyData(server, client)
    }()

    wg.Wait()
}

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データをコピーするために「copyData」という名前の関数を定義します。

func copyData(src net.Conn, dst net.Conn) {
    defer src.Close()
    defer dst.Close()

    buf := make([]byte, 1024)

    for {
        n, err := src.Read(buf)
        if err != nil {
            fmt.Println("Error reading: ", err.Error())
            return
        }
        _, err = dst.Write(buf[:n])
        if err != nil {
            fmt.Println("Error writing: ", err.Error())
            return
        }
    }
}

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最後に、呼び出します。データの監視と転送を行う main 関数の "forward" 関数

func main() {
    inputAddr := "127.0.0.1:8080"
    outputAddr := "127.0.0.1:8888"
    forward(inputAddr, outputAddr)
}

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