网络代理实现

作者：陈川阅读数：22168人阅读分类： Node.js

网络代理的基本概念

网络代理是一种中间服务器，充当客户端和目标服务器之间的中介。客户端向代理发送请求，代理再将请求转发给目标服务器，并将响应返回给客户端。这种机制可以实现多种功能，如匿名访问、内容过滤、负载均衡等。在Node.js中，我们可以利用其强大的网络模块轻松实现各种代理功能。

代理主要分为正向代理和反向代理两种类型。正向代理代表客户端向服务器发送请求，常用于突破网络限制或保护客户端隐私；反向代理则代表服务器接收客户端请求，常用于负载均衡或缓存静态内容。

Node.js中的HTTP代理实现

使用Node.js创建基本的HTTP代理非常简单。以下是一个最简单的HTTP代理实现示例：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');

const proxy = httpProxy.createProxyServer({});

http.createServer((req, res) => {
  proxy.web(req, res, { target: 'http://example.com' });
}).listen(8080);

console.log('Proxy server running on port 8080');

这个例子创建了一个将所有请求转发到example.com的代理服务器。http-proxy是一个流行的Node.js代理库，提供了丰富的功能。

处理HTTPS请求

处理HTTPS请求需要额外配置SSL证书。以下是处理HTTPS流量的代理实现：

const https = require('https');
const fs = require('fs');
const httpProxy = require('http-proxy');

const proxy = httpProxy.createProxyServer({
  ssl: {
    key: fs.readFileSync('key.pem', 'utf8'),
    cert: fs.readFileSync('cert.pem', 'utf8')
  },
  secure: false // 忽略目标服务器的证书验证
});

https.createServer({
  key: fs.readFileSync('key.pem'),
  cert: fs.readFileSync('cert.pem')
}, (req, res) => {
  proxy.web(req, res, { target: 'https://example.com' });
}).listen(443);

console.log('HTTPS proxy running on port 443');

中间件和请求修改

在实际应用中，我们经常需要在代理过程中修改请求或响应。http-proxy库提供了事件钩子来实现这一功能：

const httpProxy = require('http-proxy');
const proxy = httpProxy.createProxyServer({});

// 修改请求头
proxy.on('proxyReq', (proxyReq, req, res, options) => {
  proxyReq.setHeader('X-Proxy-Header', 'Node-Proxy');
  if (req.body) {
    const bodyData = JSON.stringify(req.body);
    proxyReq.setHeader('Content-Type', 'application/json');
    proxyReq.setHeader('Content-Length', Buffer.byteLength(bodyData));
    proxyReq.write(bodyData);
  }
});

// 修改响应
proxy.on('proxyRes', (proxyRes, req, res) => {
  proxyRes.headers['X-Proxy-Response'] = 'Modified';
});

http.createServer((req, res) => {
  proxy.web(req, res, { target: 'http://example.com' });
}).listen(8080);

WebSocket代理

现代应用经常使用WebSocket进行实时通信。Node.js代理也可以处理WebSocket连接：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');

const proxy = httpProxy.createProxyServer({
  target: 'ws://echo.websocket.org',
  ws: true
});

const server = http.createServer((req, res) => {
  proxy.web(req, res, { target: 'http://example.com' });
});

server.on('upgrade', (req, socket, head) => {
  proxy.ws(req, socket, head);
});

server.listen(8080);

负载均衡实现

代理服务器常用于实现负载均衡。以下是一个简单的轮询负载均衡实现：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');

const servers = [
  { host: 'server1.example.com', port: 80 },
  { host: 'server2.example.com', port: 80 },
  { host: 'server3.example.com', port: 80 }
];

let current = 0;

const proxy = httpProxy.createProxyServer();

http.createServer((req, res) => {
  const target = servers[current];
  current = (current + 1) % servers.length;
  
  proxy.web(req, res, { target: `http://${target.host}:${target.port}` });
}).listen(8080);

缓存机制实现

为了提高性能，可以在代理中实现缓存机制：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');
const NodeCache = require('node-cache');

const cache = new NodeCache({ stdTTL: 60 }); // 缓存60秒
const proxy = httpProxy.createProxyServer();

http.createServer((req, res) => {
  const cacheKey = req.url;
  const cached = cache.get(cacheKey);
  
  if (cached) {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html' });
    return res.end(cached);
  }
  
  proxy.web(req, res, { 
    target: 'http://example.com' 
  }, (err) => {
    if (err) {
      res.writeHead(500);
      res.end('Proxy error');
    }
  });
  
  proxy.on('proxyRes', (proxyRes, req, res) => {
    let body = [];
    proxyRes.on('data', (chunk) => {
      body.push(chunk);
    });
    proxyRes.on('end', () => {
      body = Buffer.concat(body).toString();
      cache.set(cacheKey, body);
    });
  });
}).listen(8080);

身份验证和访问控制

为代理添加基本身份验证：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');
const auth = require('basic-auth');

const proxy = httpProxy.createProxyServer();

http.createServer((req, res) => {
  const credentials = auth(req);
  
  if (!credentials || credentials.name !== 'admin' || credentials.pass !== 'password') {
    res.writeHead(401, {
      'WWW-Authenticate': 'Basic realm="Proxy Authentication Required"'
    });
    return res.end('Access denied');
  }
  
  proxy.web(req, res, { target: 'http://example.com' });
}).listen(8080);

性能优化技巧

优化代理服务器性能的几个关键点：

连接池管理：重用与目标服务器的连接
压缩传输：启用gzip压缩减少带宽使用
智能缓存：根据内容类型设置不同的缓存策略

const httpProxy = require('http-proxy');
const zlib = require('zlib');

const proxy = httpProxy.createProxyServer({
  agent: new http.Agent({ keepAlive: true, maxSockets: 100 })
});

proxy.on('proxyRes', (proxyRes, req, res) => {
  const encoding = proxyRes.headers['content-encoding'];
  if (encoding === 'gzip') {
    delete proxyRes.headers['content-encoding'];
    proxyRes.pipe(zlib.createGunzip()).pipe(res);
  } else {
    proxyRes.pipe(res);
  }
});

错误处理和日志记录

完善的错误处理和日志记录对于生产环境代理至关重要：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');
const fs = require('fs');
const morgan = require('morgan');

const accessLogStream = fs.createWriteStream('proxy-access.log', { flags: 'a' });
const proxy = httpProxy.createProxyServer();

proxy.on('error', (err, req, res) => {
  console.error('Proxy error:', err);
  res.writeHead(500, { 'Content-Type': 'text/plain' });
  res.end('Proxy server error');
});

http.createServer(morgan('combined', { stream: accessLogStream }), (req, res) => {
  proxy.web(req, res, { target: 'http://example.com' });
}).listen(8080);

高级路由配置

根据不同的URL路径将请求路由到不同的后端服务器：

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');
const url = require('url');

const proxy = httpProxy.createProxyServer();

http.createServer((req, res) => {
  const path = url.parse(req.url).pathname;
  
  if (path.startsWith('/api')) {
    proxy.web(req, res, { target: 'http://api-server.example.com' });
  } else if (path.startsWith('/static')) {
    proxy.web(req, res, { target: 'http://static-server.example.com' });
  } else {
    proxy.web(req, res, { target: 'http://web-server.example.com' });
  }
}).listen(8080);

容器化部署

将Node.js代理服务容器化以便于部署：

FROM node:14

WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .

EXPOSE 8080
CMD ["node", "proxy.js"]

然后可以使用Docker Compose编排多个服务：

version: '3'
services:
  proxy:
    build: .
    ports:
      - "8080:8080"
    restart: always
  api-server:
    image: api-server-image
  static-server:
    image: static-server-image

安全注意事项

实现代理服务器时需要考虑的安全问题：

防止请求走私攻击
限制请求头大小
验证目标URL防止SSRF攻击
实施速率限制防止滥用

const http = require('http');
const httpProxy = require('http-proxy');
const rateLimit = require('express-rate-limit');

const limiter = rateLimit({
  windowMs: 15 * 60 * 1000, // 15分钟
  max: 100 // 每个IP限制100个请求
});

const proxy = httpProxy.createProxyServer();

http.createServer((req, res) => {
  // 验证目标URL
  const target = req.headers['x-target'];
  if (!isValidTarget(target)) {
    res.writeHead(400);
    return res.end('Invalid target URL');
  }
  
  // 应用速率限制
  limiter(req, res, () => {
    proxy.web(req, res, { target: target });
  });
}).listen(8080);

function isValidTarget(url) {
  // 实现URL验证逻辑
  return url.startsWith('http://allowed-domain.com');
}

实际应用场景

网络代理在实际开发中有多种应用场景：

开发环境跨域请求代理
企业内网访问外部资源的统一出口
微服务架构中的API网关
内容分发网络的边缘节点
爬虫系统的IP轮换机制

// 开发环境跨域代理配置示例
const proxy = require('http-proxy-middleware');

module.exports = function(app) {
  app.use(
    '/api',
    proxy({
      target: 'http://backend.example.com',
      changeOrigin: true,
      pathRewrite: { '^/api': '' }
    })
  );
};

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