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# MeshRay - 去中心化 P2P 组网平台
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## 项目简介
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MeshRay 是一个基于 WireGuard 的去中心化 P2P 组网平台，支持 STUN/TURN 穿透、9 层降级传输策略、Mesh 中继等高级功能。采用 **单进程单端口** 架构部署，ctr 调度中心与 Core 建连层通过直接函数调用集成（无需 gRPC）。
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### 核心特性
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- ✅ **去中心化架构**：无中心服务器，设备间直接 P2P 通信
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- ✅ **智能穿透**：STUN + TURN 自动打洞，支持多种 NAT 类型
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- ✅ **9 层降级传输**：从 Direct-UDP 到 WS/WSS，链路不通自动切换
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- ✅ **Mesh 中继**：支持设备间中继转发，突破网络限制
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- ✅ **安全加密**：WireGuard 官方库 + Ed25519 签名 + AES-256-GCM
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- ✅ **DDNS 动态域名**：支持 Cloudflare、阿里云、腾讯云 DNS 自动同步
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- ✅ **Web 管理面板**：Go embed 内嵌静态资源，单文件部署
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- ✅ **完整通知系统**：WebSocket 实时推送 + 持久化存储
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### 核心术语
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| 术语 | 含义 | 说明 |
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| **ctr** | MeshRay-Control | 调度中心，负责 WG 设备管理和信令中转 |
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| **Core** | MeshRay-Core | 建连层，负责点对点传输 |
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| **Route ID** | 路由标识 | 派生自 peerKey 的哈希值，用于 Relay 数据转发 |
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| **MeshSeed** | 组网凭证 | 加密的组网配置载体（含 NetworkSecret） |
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| **NetworkID** | 组网 ID | 雪花算法生成的唯一标识（uint64） |
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| **Bind** | 绑定接口 | Engine 为 Peer 开启本地监听端口，截获 WG 密文包 |
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| **Layer** | 传输层 | 9 种传输协议之一（如 Direct-UDP、TURN-TCP） |
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| **WG 设备** | WireGuard Interface | wg0/wg1 等虚拟网卡，由 wgctrl 管理 |
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| **AllowedIPs** | WG 路由表 | WireGuard 的路由规则，决定哪些流量走 WG 隧道 |
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### 快速开始
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```bash
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# 克隆项目
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git clone https://git.zkcoi.com/zkcoi/meshray.git
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# 安装 Go 依赖
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go mod download
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# 直接编译运行
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go build -o meshray.exe ./cmd/meshray
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./meshray.exe
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# 访问管理后台
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http://localhost:9531
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> **注意**：前端已内嵌到 Go 二进制中，无需单独编译前端或安装 Node.js。
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## 核心架构
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### 项目目录结构
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meshray/
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├── cmd/ # 可执行文件入口
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│ ├── meshray/ # 主程序（Windows 服务 + 系统托盘）
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│ ├── checkdb/ # 数据库检查工具
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│ ├── reset-password/ # 管理员密码重置工具
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│ └── testembed/ # Embed 测试工具
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│
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├── core/ # MeshRay-Core 模块（建连层）
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│ ├── connect/ # 9 层传输工厂
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│ │ ├── strategy.go # 策略调度器
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│ │ ├── direct.go # Direct-UDP 直连
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│ │ ├── fake_tcp.go # FakeTCP 连接实现
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│ │ ├── real_tcp.go # RealTCP 连接实现
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│ │ ├── turn.go # TURN 客户端（UDP/TCP/TLS）
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│ │ ├── turn_quic.go # TURN-QUIC 扩展
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│ │ ├── stun.go # STUN 探测
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│ │ ├── ice.go # ICE 协商（WebRTC）
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│ │ └── ws.go # WebSocket 客户端
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│ ├── transport/ # 传输层
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│ │ ├── conn_manager.go # Peer 连接管理器
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│ │ ├── relay.go # 数据转发器（本地端口 ↔ 远端）
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│ │ └── plugin.go # ProtocolPlugin 接口
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│ ├── plugins/wg/ # WireGuard 插件实现
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│ │ └── wgparse.go # WG 协议解析
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│ ├── core.go # Core 主实例（管理多个 Engine）
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│ ├── engine.go # Engine 引擎（一个组网一个实例）
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│ └── metrics.go # 监控指标采集
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├── internal/ # 内部实现（不对外暴露）
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│ ├── api/ # REST API 层
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│ │ ├── handler/ # API 处理器
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│ │ ├── middleware/ # 中间件（JWT 认证、CORS、日志）
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│ │ ├── dto/ # 数据传输对象
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│ │ ├── api.go # API 包定义
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│ │ └── server.go # Gin 服务器（路由注册、静态文件服务）
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│ ├── ctr/ # MeshRay-Control（调度中心）
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│ │ ├── ctr.go # 调度中心主逻辑
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│ │ ├── interface.go # WG 接口管理
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│ │ └── wg.go # WireGuard CLI 封装
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│ ├── config/ # 配置管理（Viper + 自动生成密钥）
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│ │ └── config.go # Config 结构体 + Load 函数
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│ ├── dnsprovider/ # DNS Provider 抽象（Cloudflare/阿里云/腾讯云）
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│ ├── handler/ # 通用处理器（备份、DDNS 统计、通知、更新）
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│ ├── logging/ # 日志系统（Zap 封装）
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│ ├── model/ # 数据模型（GORM 定义）
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│ ├── scheduler/ # 后台任务调度（DDNS 自动更新）
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│ ├── service/ # 业务逻辑层
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│ ├── store/ # 数据库访问层（SQLite）
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│ └── tray/ # 系统托盘（Windows 交互模式）
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│
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├── pkg/ # 公共工具库（可复用）
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│ ├── idutil/ # 雪花算法 ID 生成
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│ ├── meshseed/ # MeshSeed 加密/签名
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│ └── shortid/ # 短 ID 编码器
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│
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├── web/ # 前端静态资源
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│ ├── embed.go # Go embed 定义（`//go:embed all:static`）
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│ └── static/ # 静态文件目录
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│ ├── index.html # SPA 入口
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│ └── js/app.js # 前端应用
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│
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├── config.yaml # 运行配置文件（自动生成）
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├── configs/
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│ └── config.example.yaml # 配置示例模板
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├── deploy/ # 部署相关
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│ ├── docker/ # Docker 镜像构建
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│ ├── scripts/ # 安装脚本
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│ └── systemd/ # Systemd 服务单元
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└── docs/ # 技术文档
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├── README.md # 项目介绍（本文档）
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├── QUICKSTART.md # 快速入门指南
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├── ARCHITECTURE.md # 架构详解
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└── ...
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**模块职责**：
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| 目录 | 作用 | 是否对外暴露 |
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| **cmd/** | 可执行文件入口 | ✅ 是（编译产物） |
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| **core/** | 建连层核心逻辑 | ❌ 否（内部使用） |
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| **internal/** | 业务逻辑实现 | ❌ 否（Go 约定） |
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| **pkg/** | 公共工具库 | ✅ 是（可复用） |
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| **web/** | 前端静态资源（内嵌） | ❌ 否（构建到二进制） |
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### 架构总览
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MeshRay 采用三层架构：
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┌─────────────────────────────────────────────┐
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│ Web UI（静态 HTML/JS） │
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└────────────────┬────────────────────────────┘
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│ REST API / WebSocket
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┌────────────────▼────────────────────────────┐
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│ API Handler（Gin 接入层） │
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│ - JWT 认证中间件 │
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│ - 路由注册 │
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└────────────────┬────────────────────────────┘
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│ 函数调用
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┌────────────────▼────────────────────────────┐
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│ Service Layer（业务层） │
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│ - NetworkService / DeviceService │
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│ - DDNSService / PolicyService │
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│ - UserService / SettingsService │
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│ - NotificationService / BackupService │
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└────────┬──────────────────┬─────────────────┘
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│ │ 函数调用（直接集成，无 gRPC）
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┌────────▼──────┐ ┌──────▼─────────────────┐
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│ Store Layer │ │ meshray-ctr (调度中心) │
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│ (SQLite) │ │ │
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│ │ │ ┌──────────────────┐ │
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│ │ │ │ wgctrl 管理 WG 设备│ │
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│ │ │ └──────────────────┘ │
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│ │ │ │
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│ │ │ ┌──────────────────┐ │
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│ │ │ │ Core (建连层) │ │
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│ │ │ │ Engine → 9 层策略 │ │
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│ │ │ │ ConnManager + Relay│ │
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│ │ │ └──────────────────┘ │
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│ │ │ │
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│ │ │ ┌──────────────────┐ │
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│ │ │ │ Core 集成在 ctr │ │
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│ │ │ │ 进程中直接调用 │ │
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│ │ │ └──────────────────┘ │
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│ │ │ │
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│ │ │ ⚡ 直接函数调用 │
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│ │ │ 无需 gRPC 通信 │
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│ │ │ 无网络开销 │
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│ └───┘ │
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└────────────────────────────────────────────┘
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```
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**职责边界**：
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| 组件 | 做什么 | 不做什么 |
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| **ctr** | 调度 WG 设备、控制面信令中转（通过数据库）、读写数据库 | 不碰数据面、不做建连/传输 |
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| **Core** | 数据面直连、建连、策略调度、Bind 端口转发 | 不读数据库、不依赖 internal/、不管路由决策 |
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| **wgctrl** | 管理 WireGuard 设备（增删 Peer、改 Endpoint） | 不负责建立连接、不处理 NAT 穿透 |
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## 关键机制
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### 1. 雪花算法 ID 生成
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所有主键使用雪花算法（Snowflake）生成 uint64 ID：
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- **结构**：1bit 符号 + 41bits 时间戳 + 10bits 节点 ID + 12bits 序列号
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- **前端精度问题**：JavaScript 无法精确表示超大数字，框架层自动处理
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- **实现**：`pkg/idutil/snowflake.go`
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### 2. Engine.Bind 模型 - 9 层传输的核心
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Engine 为每个 Peer 开启一个本地 UDP 监听端口，通过 `Bind()` 方法注册到 Relay：
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```
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WG 加密包 → Engine.Bind() 监听本地端口 → Relay 提取 Route ID → 选择链路 → 发送
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↓
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Direct-UDP → FakeTCP → RealTCP → TURN-UDP → ...
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```
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**流程**：
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1. `engine.Bind(peerKey, port)` → 监听 `127.0.0.1:port`
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2. `relay.RegisterLocalPort(routeID, conn)` → 注册到转发器
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3. WG 将 Peer 的 Endpoint 设为 `127.0.0.1:port`（回环地址）
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4. WG 发出的密文包被本地端口截获 → Relay 处理 → 策略调度器选择最优传输层发送
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### 3. 9 层传输策略
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```
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性能好（穿透力弱） 穿透力强（兜底）
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Direct-UDP → FakeTCP → RealTCP → TURN-UDP → TURN-TCP → TURN-TLS → WebRTC → WS/WSS
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```
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**三种使用模式**：
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- **自动切换**（默认）：按优先级自动尝试
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- **自定义策略**：用户自定义顺序
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- **手动指定**：强制使用单一链路
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### 4. Mesh 中继
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Mesh 中继是 **WG 设备层的静态路由拓扑配置**：
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- ctr 通过 wgctrl 配置中继节点的 AllowedIPs
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- WG 设备自身负责解密 → 路由 → 重加密 → 转发
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- **Core 对中继行为完全无感知**，只负责点对点传输
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**系统要求**：Linux 需开启 `ip_forward=1` 和 iptables NAT
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### 5. ExternalService 服务管理
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统一管理所有外部依赖服务，通过 `category` + `serviceType` + JSON Config 实现：
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| 服务类型 | 用途 | 示例 |
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|---------|------|------|
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| STUN | NAT 地址探测 | stun.l.google.com:19302 |
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| TURN | 中继转发（UDP/TCP/TLS） | turn.example.com:3478 |
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| DDNS | 动态域名解析 | Cloudflare / 阿里云 / 腾讯云 |
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| TUN | 虚拟网卡服务 | 自定义隧道 |
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**数据模型**：`model.Service`（轻量级统一结构，JSON Config 扩展）
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## MeshSeed 机制
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MeshSeed 是组网的统一凭证载体，一套参数同时支持：新设备加入、旧设备同步、全链路鉴权。
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### 数据结构
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```go
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type MeshSeed struct {
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NetworkName string // 组网名称
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NetworkSecret string // 高熵密钥（派生 NetworkID，绝不公开）
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Subnet string // CIDR 格式，如 10.0.0.0/24
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IssuerNodeID string // 签发者节点 ID（Ed25519 公钥）
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// 自动生成
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SeedID string // 16 字节随机 Base64
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NetworkID uint64 // 雪花算法 ID
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Signature []byte // Ed25519 签名（内层签名）
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IssuedAt time.Time // 签发时间
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ExpiresAt time.Time // 过期时间
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}
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```
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### 双层安全机制
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| 层次 | 算法 | 作用 |
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| **外层加密** | AES-256-GCM | 保证机密性（DDNS 存储时加密） |
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| **内层签名** | Ed25519 | 保证完整性与来源（防篡改） |
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### DDNS TXT 记录格式
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```
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_meshray.home.example.com. IN TXT "meshray-ddns:<base64(nonce + ciphertext)>"
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```
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## 数据模型
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### 核心表
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| 表名 | 说明 | 核心字段 |
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| **networks** | 组网配置 | ID, Name, Subnet, Mode, PolicyID, DDNSEnabled |
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| **devices** | 设备信息 | ID, NetworkID, PublicKey, Endpoint, Status |
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| **policies** | 传输策略 | ID, Name, Type, LayerConfig, GlobalParams |
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| **services** | 外部服务 | ID, Name, Type, Address, Port, Config (JSON) |
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| **external_services** | 统一服务注册表 | ID, Category, ServiceType, Name, Config (JSON) |
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| **mesh_seeds** | 组网凭证 | SeedID, NetworkID, JoinToken, Signature |
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| **users** | 用户认证 | Username, PasswordHash (bcrypt), Role |
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| **ddns_providers** | DDNS 服务商配置 | Provider, Domain, AccessKey |
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| **ddns_usages** | DDNS 用途定义 | UsageType, RecordType, RecordPrefix |
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| **notifications** | 通知消息 | UserID, Type, Priority, Title, IsRead |
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| **audit_logs** | 审计日志 | Action, OperatorIP, Detail (JSON) |
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| **system_settings** | 系统设置 | ServerIP, TURNMode, Theme, Language |
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| **pending_joins** | 待审核加入 | SeedID, DeviceName, Status, ExpireAt |
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## API 概览
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所有 API 通过 `http://localhost:9531/api/v1/` 访问（端口可在 `config.yaml` 中配置）。
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### 认证接口
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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| POST | `/api/v1/auth/login` | 登录获取 Token |
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| POST | `/api/v1/auth/refresh` | 刷新 Token |
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### 组网管理
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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| GET | `/api/v1/networks` | 组网列表 |
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| POST | `/api/v1/networks` | 创建组网 |
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| POST | `/api/v1/networks/preview` | 预览 MeshSeed |
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| POST | `/api/v1/networks/join` | 加入组网 |
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| GET | `/api/v1/networks/:id` | 组网详情 |
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| PUT | `/api/v1/networks/:id` | 更新组网 |
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| DELETE | `/api/v1/networks/:id` | 删除组网 |
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| POST | `/api/v1/networks/:id/start` | 启动组网 |
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| POST | `/api/v1/networks/:id/stop` | 停止组网 |
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| POST | `/api/v1/networks/:id/switch-mode` | 切换传输模式 |
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| POST | `/api/v1/networks/:id/meshseed` | 生成 MeshSeed |
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### 设备管理
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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| GET | `/api/v1/devices` | 设备列表 |
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| POST | `/api/v1/devices` | 创建设备 |
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| GET | `/api/v1/devices/:id` | 设备详情 |
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| PUT | `/api/v1/devices/:id` | 更新设备 |
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| DELETE | `/api/v1/devices/:id` | 删除设备 |
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| GET | `/api/v1/devices/:id/config` | 生成 WG 配置 |
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### 策略管理
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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|------|------|------|
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| GET | `/api/v1/policies` | 策略列表 |
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| POST | `/api/v1/policies` | 创建策略 |
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| GET | `/api/v1/policies/:id` | 策略详情 |
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| PUT | `/api/v1/policies/:id` | 更新策略 |
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||
| DELETE | `/api/v1/policies/:id` | 删除策略 |
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||
### 外部服务
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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|------|------|------|
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||
| GET | `/api/v1/services` | 服务列表 |
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| POST | `/api/v1/services` | 新增服务 |
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| GET | `/api/v1/services/:id` | 服务详情 |
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| PUT | `/api/v1/services/:id` | 更新服务 |
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| DELETE | `/api/v1/services/:id` | 删除服务 |
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||
| POST | `/api/v1/services/:id/test` | 测试连通性 |
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||
| GET | `/api/v1/services/schema` | 获取表单 Schema |
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### DDNS
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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|------|------|------|
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| GET | `/api/v1/ddns/config` | DDNS 配置 |
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| PUT | `/api/v1/ddns/config` | 更新 DDNS 配置 |
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||
| POST | `/api/v1/ddns/test` | 测试连通性 |
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| POST | `/api/v1/ddns/sync` | 手动同步 |
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| GET | `/api/v1/ddns/detect-ip` | IP 检测 |
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| GET | `/api/v1/ddns/stats` | 统计信息 |
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| POST | `/api/v1/ddns/usages` | 创建用法 |
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| GET | `/api/v1/ddns/usages/available` | 可用用法列表 |
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| GET | `/api/v1/ddns/check-prefix` | 检查前缀占用 |
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||
### 系统管理
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| 方法 | 路径 | 说明 |
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|------|------|------|
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| GET | `/api/v1/admin/profile` | 管理员信息 |
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| PUT | `/api/v1/admin/profile` | 更新管理员 |
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| POST | `/api/v1/admin/change-password` | 修改密码 |
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| GET | `/api/v1/dashboard/stats` | 仪表盘统计 |
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| GET | `/api/v1/dashboard/logs` | 最近日志 |
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| GET | `/api/v1/dashboard/system-info` | 系统信息 |
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| GET | `/api/v1/dashboard/link-distribution` | 链路分布 |
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| POST | `/api/v1/system/backup` | 创建备份 |
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| GET | `/api/v1/system/backups` | 备份列表 |
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| POST | `/api/v1/system/restore` | 恢复备份 |
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| DELETE | `/api/v1/system/backup` | 删除备份 |
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| GET | `/api/v1/system/backup/download` | 下载备份 |
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| GET | `/api/v1/system/update/check` | 检查更新 |
|
||
| POST | `/api/v1/system/restart-core` | 重启核心 |
|
||
| POST | `/api/v1/system/change-password` | 修改密码 |
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||
| GET | `/api/v1/settings` | 系统设置 |
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||
| PUT | `/api/v1/settings` | 更新设置 |
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|
||
### 通知系统
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||
|
||
| 方法 | 路径 | 说明 |
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|------|------|------|
|
||
| GET | `/api/v1/notifications` | 通知列表 |
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||
| GET | `/api/v1/notifications/unread-count` | 未读数量 |
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||
| POST | `/api/v1/notifications/:id/read` | 标记已读 |
|
||
| POST | `/api/v1/notifications/read-all` | 全部已读 |
|
||
| DELETE | `/api/v1/notifications/:id` | 删除通知 |
|
||
| POST | `/api/v1/notifications/test` | 测试通知 |
|
||
|
||
### 待审核加入
|
||
|
||
| 方法 | 路径 | 说明 |
|
||
|------|------|------|
|
||
| GET | `/api/v1/pending-joins` | 待审核列表 |
|
||
| POST | `/api/v1/pending-joins/:id/approve` | 批准 |
|
||
| POST | `/api/v1/pending-joins/:id/reject` | 拒绝 |
|
||
| GET | `/api/v1/pending-joins/count` | 待审数量 |
|
||
| POST | `/api/v1/pending-joins/cleanup` | 清理过期 |
|
||
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## 技术栈
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### 后端
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| 组件 | 技术 | 版本 | 用途 |
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| **语言** | Go | 1.21+ | 主要编程语言 |
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| **Web 框架** | Gin | v1.9+ | HTTP 服务器和路由 |
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| **ORM** | GORM | v2.5+ | 数据库操作 |
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| **数据库** | SQLite (glebarez/go-sqlite) | v3 | 嵌入式数据库（零 CGO 依赖） |
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| **日志** | Zap | v1.26+ | 结构化日志 |
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| **配置** | Viper | v1.18+ | 配置管理 |
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| **WireGuard** | golang.zx2c4.com/wireguard | latest | 用户态 WG 实现 |
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| **DNS** | libdns | latest | 多云 DNS Provider |
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| **认证** | bcrypt + golang-jwt | v5 | 密码加密 + JWT |
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| **NAT 穿透** | pion/turn, pion/webrtc | latest | STUN/TURN/ICE |
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### 前端
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| 组件 | 技术 | 用途 |
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| **UI** | 纯 JavaScript (ES6+) | 管理面板 |
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| **静态资源** | Go embed (`//go:embed all:static`) | 内嵌到二进制 |
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前端为纯静态 HTML/JS，无 Node.js 依赖，无需额外构建步骤。
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## 部署方式
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### 开发环境
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```bash
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# 编译并运行
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go build -o meshray.exe ./cmd/meshray && ./meshray.exe
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# 访问管理面板
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http://localhost:9531
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```
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### 生产环境
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| 方式 | 说明 |
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| **直接运行** | 单 exe 文件部署，适合 Windows/Linux |
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| **Windows 服务** | `meshray.exe install` → `meshray.exe start` |
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| **Systemd** | 使用 `deploy/systemd/meshray.service` |
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| **Docker** | 使用 `deploy/docker/docker-compose.yml` |
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### 首次启动
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首次启动会自动：
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1. 生成 `config.yaml` 配置文件（如不存在）
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2. 生成 JWT Secret 和加密密钥
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3. 创建 SQLite 数据库 `data/meshray.db`
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4. 创建管理员账户（用户名：`admin`，密码在控制台输出中）
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## 版本记录
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| 版本 | 核心变更 |
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| v2.0.0 | 初始版本 |
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| v2.0.x | 重构 Core 模块，9 层传输策略实现 |
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| v2.1.x | 去 gRPC 化，ctr 与 Core 直接函数调用 |
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| v2.2.x | DDNS 完整功能、通知系统、备份恢复 |
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| v2.3.x | 前端静态化、Embed 集成、重构完成 |
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*MeshRay | MIT License | v2.3.x*
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