基于Yarp实现内网http穿透

Yarp介绍

YARP是微软开源的用来代理服务器的反向代理组件，可实现的功能类似于nginx。
基于YARP，开发者可以非常快速的开发一个性能不错的小nginx，用于代理http(s)请求到上游的http(s)服务。

http穿透原理

同网现象

在http反向代理里，代理服务器总是上游服务的http客户端，为了网络性能，实际上上游服务总是和代理服务处在同一个局域网。试问一个问题：在公网的小nginx，如何把请求代理到局域网的http服务器？你会发现，小nginx做不到，因为小nginx所在公网服务器，无法直接与局域网的http服务器进行通信。

http穿透

在tcp里，进行连接时总是由客户端发起，但当连接之后客户端与服务端是平等的，他们之间可以双向收发数据。只要公网小nginx与局域网的http服务器存在tcp连接，我们可以使用这个连接做为httpClient的连接层，然后小nginx使用这个httpClient请求到局域网http服务器，而从达到http穿透效果。

完整流程

基于Yarp的http穿透

main连接

我们可以使用websocket协议，创建main连接，主要有以下好处：

共享代理服务器监听的http(s)端口
利用websocket的ping-pong实现连接检测
利用websocket连接请求头进行身份认证

接收局域网创建的连接

我们可以为kestrel编写中间件，用获取获取局域网主动创建的tcp连接，这些连接与代理服务器与浏览器之间的连接共享同一个服务器端口，以下的listen.Use(transportService.OnConnectedAsync);是一个kestrel中间件。

public static IWebHostBuilder UseKestrelTransportChannel(this IWebHostBuilder hostBuilder)
{return hostBuilder.UseKestrel(kestrel =>{var transportService = kestrel.ApplicationServices.GetRequiredService<TransportChannelService>();var options = kestrel.ApplicationServices.GetRequiredService<IOptions<HttpMouseOptions>>().Value;var http = options.Listen.Http;if (http != null){kestrel.Listen(http.IPAddress, http.Port, listen =>{listen.Use(transportService.OnConnectedAsync);});}var https = options.Listen.Https;if (https != null && File.Exists(https.Certificate.Path)){kestrel.Listen(https.IPAddress, https.Port, listen =>{listen.Protocols = HttpProtocols.Http1AndHttp2;listen.UseHttps(https.Certificate.Path, https.Certificate.Password);listen.Use(transportService.OnConnectedAsync);});}});
}

绑定连接到HttpClient

Yarp进行代理时，需要指定HttpMessageInvoker，HttpMessageInvoker实际是SocketsHttpHandler的包装。而SocketsHttpHandler可以设置ConnectCallback属性，用于指定连接。

private static HttpMessageInvoker CreateHttpClient(TransportChannelService transportChannelService)
{return new HttpMessageInvoker(new SocketsHttpHandler(){UseProxy = false,UseCookies = false,AllowAutoRedirect = false,AutomaticDecompression = DecompressionMethods.None,ConnectCallback = transportChannelService.CreateChannelAsync,SslOptions = new SslClientAuthenticationOptions{RemoteCertificateValidationCallback = delegate { return true; }}});
}

Yarp直接转发

使用直接转发中间件

/// <summary>
/// 配置中间件
/// </summary>
/// <param name="app"></param>
/// <param name="connectionService"></param>
/// <param name="httpForwarderService"></param> 
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostEnvironment hostEnvironment, ConnectionService connectionService, HttpForwarderService httpForwarderService)
{ app.UseWebSockets();app.Use(connectionService.OnConnectedAsync);app.Use(httpForwarderService.SendAsync);
}

通过请求的域名，找到局域网要转发的最终服务器地址，做为yarp的请求地址。

/// <summary>
/// 发送http数据
/// </summary>
/// <param name="httpContext"></param>
/// <returns></returns>
public async Task SendAsync(HttpContext httpContext, Func<Task> next)
{var clientDomain = httpContext.Request.Host.Host;if (this.connectionService.TryGetClientUpStream(clientDomain, out var clientUpstream)){var destPrefix = clientUpstream.ToString();if (this.options.CurrentValue.HttpRequest.TryGetValue(clientDomain, out var requestConfig) == false){requestConfig = this.defaultRequestConfig;}await this.httpForwarder.SendAsync(httpContext, destPrefix, httpClient, requestConfig, this.transformer);} 
}