【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信，具体为mqtt承载vpn的方法及系统。
技术介绍
1、vpn的英文全称是“virtualprivatenetwork”，即“虚拟专用网络”，是一种通过公共网络安全连接私有网络的技术，vpn技术可以加密数据流，确保数据在传输过程中的机密性和完整性。通过vpn，用户可以远程访问公司内部网络资源，或者在公共网络上创建安全的通信通道，在一些实际场景中，会出现客户端两端都没有公网ip的情况，这使得直接通信变得困难，为了解决这个问题，每个vpn服务会有自己的解决方案，例如n2n采用supernode节点来中转数据流量，wireguard会把一个节点部署成中转节点来中转数据流量，或者采用一些中继服务器来中转流量，例如turn服务器，turn全称是traversalusingrelaysaroundnat，它是stun协议的扩展。如果两台主机处在不同的nat之后，它们之间想要互相通信，要么通过p2p穿越，要么通过一台带公网ip的机器来中转，turn服务器提供了中继(relay)的功能，帮助主机间进行通信。
2、传统vpn在解决客户端两端没有公网ip问题时，往往需要自己来实现中继服务来中转数据流量，例如n2n借助专有supernode技术来解决，有一定的局限性，难于推广，而wireguard的常规做法是找一个节点作为中转节点，也就是vpn网关，然后所有的节点都和这个网关进行连接，所有节点之间都通过这个网关来进行通信，在节点上需要配置每一个peer的消息，每一个peer都和这个中转节点建立隧道，然后再转发数据流量，这
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了mqtt承载vpn的方法及系统，解决了现有技术存在局限性难于推广，通过vpn网关转发流量会带来很高的延迟，以及利用turn服务来做中转流量导致配置和维护turn服务器较为复杂的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：mqtt承载vpn的方法，包括以下步骤：
5、步骤s110，在服务器上搭建mqtt服务，作为消息传递的核心组件；
6、步骤s120，vpn客户端通过gw2mq发布有关数据至mqtt服务；
7、步骤s130，gw2mq从mqtt订阅到有关数据发送至vpn服务端；
8、步骤s140，vpn服务端的数据通过gw2mq返回到mqtt，vpn客户端通过gw2mq订阅到数据，这样一来就通过mqtt创建了一个网络隧道；
9、步骤s150，搭建mqtt承载wireguard网络。
10、优选的，所述步骤s110中mqtt是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，因其轻量、简单、开放和易于实现的特点，适用于广泛的应用场景，在实现vpn时，可以将mqtt作为vpn隧道中数据交换的机制，使得数据能够在不同网络环境下的设备之间可靠地传输。
11、优选的，所述步骤s120中gw2mq需要把两个vpn程序之间的数据通过mqtt进行中转，具体的gw2mq可以单独构建或是集成到vpn程序内部。
12、优选的，通过mqtt中转两个vpn程序之间的数据，使用单独构建gw2mq程序时，需要把从网络接口接收到的数据发布到mqtt，同时也可以订阅mqtt的数据并发送回网络接口，使得原本两个vpn程序之间的数据通过mqtt进行中转，从而解决通信双方都没有公网ip时的vpn技术联网问题，具体的gw2mq程序涉及以下步骤：
13、s(1)初始化mqtt客户端库，并与mqtt服务建立连接；
14、在连接的时候从配置文件中获取要连接的mqtt服务地址，以及连接的用户名和密码。这确保了客户端能够正确认证和连接到mqtt服务，设置心跳机制，通过周期性的心跳检查通信信道的通畅性；
15、s(2)处理vpn程序和mqtt之间的通信；
16、根据不同角色处理相应的网络事件，当gw2mq作为tcp或udp服务器时，程序在指定端口上监听连接，并将接收到的数据发布到相应的mqtt话题；作为tcp或udp客户端时，程序连接到指定的vpn服务器，并把相应的mqtt话题的数据发给vpn服务器；
17、s(3)同时处理多个socket连接，并与mqtt进行交互；
18、根据不同的连接设置不同的话题加以区分，可以设置成<vpn_id><source_node><destination_node>的形式，其层级数量和内容可根据实际需要进行调整，不限于此，其中vpn_id为vpn的网络编号用来区分vpn网络，<source_node>用于标识源节点，<destination_node>用于标识目标节点，如果vpn的建立和数据传输是通过不同端口进行交互的，可以将话题扩充为<vpn_id><source_node><destination_node><port_id>的形式，其中的<port_id>为对应的端口；
19、s(4)建立vpn节点地址与socket连接之间的映射关系表，因此需要记录每个节点的连接信息，以便在处理数据时能够迅速找到对应的socket进行数据转发。
20、优选的，通过mqtt中转两个vpn程序之间的数据，使用集成到vpn程序内部时，需要对vpn程序进行修改，具体的包括以下步骤：
21、s①初始化mqtt客户端库：
22、连接到mqtt服务，获取所需的配置信息，设置心跳机制，确保通信信道的通畅性。
23、s②设置发布和订阅话题：
24、可以设置成<vpn_id><source_node><destination_node>的形式，但不限于此。
25、s③修改vpn程序的处理逻辑把原本通过tcp或udp发送的数据，改为通过mqtt发布，接收通过mqtt订阅话题中的数据，并将其返回给vpn程序进行处理。
26、优选的，所述步骤s130中具体的流程根据是否单独构建gw2mq可分为两种情况：
27、单独构建gw2mq：首先将右边的gw2mq程序设置成tcp或udp客户端模式，设置发布话题为“01/b/a”，订阅话题为“01/a/b”并设置要连接的mqtt，随后这样gw2mq程序就能订阅到mqtt有关话题下的数据，并将获取到数据包后把数据发送到本地vpn的服务端口，之后v本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.MQTT承载VPN的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的MQTT承载VPN的方法，其特征在于：所述步骤S110中MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，因其轻量、简单、开放和易于实现的特点，适用于广泛的应用场景，在实现VPN时，可以将MQTT作为VPN隧道中数据交换的机制，使得数据能够在不同网络环境下的设备之间可靠地传输。
3.根据权利要求1所述的MQTT承载VPN的方法，其特征在于：所述步骤S120中gw2mq需要把两个VPN程序之间的数据通过MQTT进行中转，具体的gw2mq可以单独构建或是集成到VPN程序内部。
4.根据权利要求3所述的MQTT承载VPN的方法，其特征在于：通过MQTT中转两个VPN程序之间的数据，使用单独构建gw2mq程序时，需要把从网络接口接收到的数据发布到MQTT，同时也可以订阅MQTT的数据并发送回网络接口，使得原本两个VPN程序之间的数据通过MQTT进行中转，从而解决通信双方都没有公网IP时的VPN技术联网问题，具体的gw2mq程序涉及以下步骤：
5.根据权
6.根据权利要求1所述的MQTT承载VPN的方法，其特征在于：所述步骤S130中具体的流程根据是否单独构建gw2mq可分为两种情况：
7.根据权利要求1所述的MQTT承载VPN的方法，其特征在于：所述步骤S140中具体的流程根据是否单独构建gw2mq可分为两种情况：
8.根据权利要求1所述的MQTT承载VPN的方法，其特征在于：所述步骤S150中Wireguard是一款快速现代的VPN，旨在提供易用性和高性能，其协议开源且相对简单，使得代码便于开发和审查。
9.基于MQTT承载VPN的方法提出的MQTT承载VPN的系统，其特征在于：包括MQTT服务模块、gw2mq模块和VPN服务端，所述VPN服务端发送请求数据至gw2mq模块，接着gw2mq模块将请求数据上传到MQTT服务模块从服务器中获取订阅数据，随后gw2mq模块将获取的订阅数据传输到VPN服务端上。
...【技术特征摘要】
1.mqtt承载vpn的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的mqtt承载vpn的方法，其特征在于：所述步骤s110中mqtt是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，因其轻量、简单、开放和易于实现的特点，适用于广泛的应用场景，在实现vpn时，可以将mqtt作为vpn隧道中数据交换的机制，使得数据能够在不同网络环境下的设备之间可靠地传输。
3.根据权利要求1所述的mqtt承载vpn的方法，其特征在于：所述步骤s120中gw2mq需要把两个vpn程序之间的数据通过mqtt进行中转，具体的gw2mq可以单独构建或是集成到vpn程序内部。
4.根据权利要求3所述的mqtt承载vpn的方法，其特征在于：通过mqtt中转两个vpn程序之间的数据，使用单独构建gw2mq程序时，需要把从网络接口接收到的数据发布到mqtt，同时也可以订阅mqtt的数据并发送回网络接口，使得原本两个vpn程序之间的数据通过mqtt进行中转，从而解决通信双方都没有公网ip时的vpn技术联网问...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓宁，陈意强，余志强，方森鹏，张蓓，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：
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