# netforwarding

**Repository Path**: ALONE_WORK/netforwarding

## Basic Information

- **Project Name**: netforwarding
- **Description**: 用于网口数据转发
- **Primary Language**: C++
- **License**: MPL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-02-27
- **Last Updated**: 2026-03-27

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Network Forwarder

基于 Qt 的高性能网络转发服务，实现 UDP 组播转发与 TCP 双向代理。

## 功能特性

- **UDP 组播转发**：eth0 接收组播数据，转发至 eth1 组播地址
- **UDP 应答转发**：eth1 接收五轴卡应答，转发回 CNC
- **TCP 双向代理**：CNC 与五轴卡之间的透明 TCP 代理
- **TCP Keep-Alive**：自动检测并清理死连接（空闲 5s 探测，3 次失败断开）
- **自动重连**：五轴卡地址变更时自动重连
- **跨平台支持**：Windows / Linux / 嵌入式系统
- **配置灵活**：JSON 配置文件 + 命令行参数

## 系统架构

```
                    ┌─────────────────────────────────────────┐
                    │           Network Forwarder             │
                    │                                         │
    CNC ────UDP────▶│  UDP1 (eth0)  ───转发──▶  UDP2 (eth1)  │────UDP───▶ 五轴卡
                    │      │                        ▲         │
                    │      │ 记录CNC地址            │ 应答    │
                    │      ▼                        │         │
                    │  ┌───────┐              ┌─────┴───┐     │
                    │  │提取五│◀─────────────│UDP应答  │◀────┘
                    │  │轴卡IP│              │接收     │
                    │  └───┬───┘              └─────────┘
                    │      │                      
                    │      ▼                      
    CNC ◀───TCP────▶│  TCP Server  ◀──代理──▶  TCP Client  │────TCP───▶ 五轴卡
                    │  (监听端口)              (主动连接)   │
                    │                                         │
                    └─────────────────────────────────────────┘
```

## 工作流程

1. **组播接收**：UDP1 在 eth0 加入组播组 `224.0.0.88:9090`，接收 CNC 发送的组播数据
2. **组播转发**：将接收的数据通过 UDP2 在 eth1 转发到相同组播地址
3. **应答处理**：五轴卡收到组播后通过 UDP 单播回复，UDP2 接收应答
4. **地址提取**：从 UDP 应答中提取五轴卡 IP 地址
5. **TCP 建连**：当 CNC 通过 TCP 连接到转发器时，自动连接五轴卡
6. **双向代理**：CNC 与五轴卡之间的 TCP 数据透明转发

## 环境要求

- Qt 5.5+ （支持 Qt 6.x）
- C++11 或更高
- 支持平台：Windows / Linux / 嵌入式 Linux

## 编译

### qmake

```bash
# 创建 .pro 文件
cat > forwarder.pro << 'EOF'
QT += network
QT -= gui

TARGET = forwarder
CONFIG += console c++11
CONFIG -= app_bundle

SOURCES += main_v2.cpp

# Linux 链接选项
unix:LIBS += -lpthread
EOF

# 编译
qmake
make
```

### CMake

```bash
# 创建 CMakeLists.txt
cat > CMakeLists.txt << 'EOF'
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(forwarder)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_AUTOMOC ON)

find_package(Qt5 COMPONENTS Network REQUIRED)

add_executable(forwarder main_v2.cpp)
target_link_libraries(forwarder Qt5::Network)
EOF

# 编译
mkdir build && cd build
cmake ..
make
```

## 配置

### 配置文件 (sys.json)

```json
{
    "eth0": "eth0",
    "eth1": "eth1",
    "multicastAddress": "224.0.0.88",
    "multicastPort": 9090,
    "listenPort": 9494,
    "cardPort": 9494
}
```

### 配置项说明

| 配置项 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|--------|------|--------|------|
| `eth0` | string | `eth0` | 接收组播的网卡名称 |
| `eth1` | string | `eth1` | 转发组播的网卡名称 |
| `multicastAddress` | string | `224.0.0.88` | 组播地址（必须是有效组播地址） |
| `multicastPort` | int | `9090` | 组播端口（1-65535） |
| `listenPort` | int | `9494` | CNC TCP 监听端口 |
| `cardPort` | int | `9494` | 五轴卡 TCP 端口 |

### 命令行参数

```bash
# 使用默认配置文件 (sys.json)
./forwarder

# 指定配置文件
./forwarder -c /path/to/config.json
./forwarder --config /etc/forwarder/config.json

# 显示帮助
./forwarder -h
./forwarder --help

# 显示版本
./forwarder -v
./forwarder --version
```

## 运行

### 前台运行

```bash
./forwarder -c sys.json
```

### 后台运行 (Linux)

```bash
nohup ./forwarder -c /etc/forwarder/sys.json > /var/log/forwarder.log 2>&1 &
```

### systemd 服务 (Linux)

```bash
# 创建服务文件
sudo cat > /etc/systemd/system/forwarder.service << 'EOF'
[Unit]
Description=Network Forwarder Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/forwarder -c /etc/forwarder/sys.json
Restart=always
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

# 启用并启动服务
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable forwarder
sudo systemctl start forwarder
```

## 日志输出

### 日志格式

```
[2024-01-15 10:30:45.123] [debug] [Forwarder] Config loaded: eth0=eth0, eth1=eth1
[2024-01-15 10:30:45.124] [info] [Forwarder] TCP proxy listening on 0.0.0.0:9494
[2024-01-15 10:30:50.456] [warning] [Forwarder] Card address changed: 192.168.1.100 -> 192.168.1.101
```

### 日志级别

- `debug`：详细调试信息（仅 Debug 构建）
- `info`：正常运行信息
- `warning`：警告信息
- `critical`：严重错误

### 采样日志

为避免高频日志影响性能，UDP 转发日志采用采样输出（每 100 条记录一次）：

```
[Forwarder] Forwarded 100 multicast packets
[Forwarder] Forwarded 200 multicast packets
...
```

## 技术特性

### TCP Keep-Alive 配置

| 参数 | 值 | 说明 |
|------|-----|------|
| 空闲时间 | 5 秒 | 连接空闲 5 秒后开始探测 |
| 探测间隔 | 1 秒 | 每隔 1 秒发送一次探测包 |
| 探测次数 | 3 次 | 连续 3 次无响应则断开连接 |

### 数据报限制

- UDP 数据报最大：64KB
- 超出限制的数据报将被丢弃并记录警告

### 并发安全

- 使用 `QMutex` 保护共享状态
- 锁范围最小化，避免 I/O 操作持锁
- 非递归锁设计，避免复杂嵌套

### 资源管理

- Qt 对象树自动管理 Socket 生命周期
- `QPointer` 保护回调中的 `this` 指针
- 连接错误时自动清理并重置状态

## 故障排查

### 常见问题

#### 1. 组播无法接收

```bash
# 检查网卡是否存在
ip link show eth0

# 检查组播是否启用
ip link show eth0 | grep MULTICAST

# 检查防火墙
sudo iptables -L -n | grep 9090
```

#### 2. TCP 连接失败

```bash
# 检查端口是否被占用
netstat -tlnp | grep 9494

# 检查五轴卡是否可达
ping <五轴卡IP>
telnet <五轴卡IP> 9494
```

#### 3. 配置文件加载失败

```bash
# 检查文件权限
ls -la sys.json

# 检查 JSON 格式
python3 -m json.tool sys.json
```

### 调试模式

```bash
# Debug 构建会输出更多日志
qmake CONFIG+=debug
make
./forwarder
```

## 性能优化建议

1. **网卡亲和性**：将不同网卡绑定到不同 CPU 核心
2. **缓冲区大小**：增大系统网络缓冲区
   ```bash
   # Linux
   sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
   sysctl -w net.core.wmem_max=16777216
   ```
3. **关闭调试日志**：Release 构建自动关闭 `LOG_DEBUG`

## 许可证

MIT License

## 版本历史

| 版本 | 日期 | 变更 |
|------|------|------|
| 1.0.1 | 2026-03-27 | 重构：跨平台支持、TCP Keep-Alive、代码审查修复 |
| 1.0.0 | 2026-03-25 | 初始版本 |