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# micro_servers
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一套 DIY 的轻量级微服务架构（UniServe Framework），由 C++、Python 与 Go 混合实现。
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`core` 作为进程托管服务负责拉起并守护各业务子进程，`waf` 作为前置 WAF 网关终止 TLS 并做规则匹配，`gateway` 作为应用层网关统一鉴权与反向代理，`db` 提供通用数据库访问与集中式日志收集，`ai_review` 提供 AI 内容审核，`static` 与 `dnfs` 作为业务服务对外提供能力。
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## 架构总览
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```
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┌──────────────────────────────────────────────┐
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│ core (PMC / Nidus) │
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│ 进程托管服务 · 监听 :5200 (HTTP 管理接口) │
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│ 读取 init.txt 拉起并守护下列子进程 │
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└───────────────┬──────────────────────────────┘
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│ 启动 / 守护
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┌──────────────────┬───────────┼───────────┬──────────────────┬──────────────┐
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▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼
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┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐
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│ waf │ │ gateway │ │ static │ │ dnfs │ │ db │ │ ai_review │
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│ WAF 网关 │ │ 应用层网关 │ │前端托管│ │ 树状菜单 │ │ 通用数据库 │ │ AI内容审核 │
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│ :443 (入口) │ │ :8443 (内部) │ │ :9200 │ │ :8006 │ │ :8005 │ │ :8007 │
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│ coraza+反代 │ │ 鉴权 + 反代 │ │静态/媒体│ │ 节点CRUD │ │ pymsg/TCP │ │ DeepSeek+RAG │
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└──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └───┬────┘ └──────┬───────┘ └──────▲───────┘ └──────▲───────┘
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│ HTTPS终止 │ 反向代理 │ 代理笔记请求 │ pymsg │ pymsg │ HTTP
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└──────────────────►│ ├─────────────►│─────────────────┘ │
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├────────────►│ └─────── HTTP /review ──────────────┘
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└────────────►│
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日志链路: waf / gateway / static / dnfs / ai_review / captcha / smtp / aibox ──(log_client, pymsg)──► db:8005 (Logs 表)
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```
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### 请求链路
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1. 客户端所有请求先打到 `waf:443`（HTTPS），WAF 终止 TLS、运行 coraza 规则匹配，命中则直接返回 403。
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2. 未命中规则的请求由 WAF 以明文 HTTP 转发到 `gateway:8443`，并设置 `X-Forwarded-For` / `X-Forwarded-Proto` 头。
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3. `gateway` 对 `/login`、`/register` 做账号鉴权（PBKDF2 密码哈希 + RSA 签名 Token + 可选 CAPTCHA + 速率限制；注册需邮箱验证码，经 pymsg/TCP 调 `smtp:8008` 发送与校验），用户数据通过 pymsg/TCP 调用 `db:8005` 存取。
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4. 其余请求携带 Token，经 `gateway` 校验后反向代理到 `Proxy.opened` 中放开的内部服务（`static:9200` / `dnfs:8006`）。
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5. `db:8005` 与 `ai_review:8007` 在 `Proxy.closed` 中，仅允许内部服务间调用，不对外暴露。
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6. `dnfs` 处理节点增删改查时，通过 pymsg/TCP 调用 `db` 服务完成数据持久化，新增节点前调用 `ai_review` 进行内容审核。
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7. 各服务通过 `log_client.py` SDK 异步批量推送运行日志（pymsg/TCP 写入 db 的 `Logs` 表），实现集中式日志收集（fail-safe，db 不可用时静默丢弃）。
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## 各服务说明
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| 服务 | 语言 | 端口 | 职责 |
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| [core](core/) | C++20 | 5200 | 进程托管服务（PMC），创建/列举/杀死/执行子进程，读取自启动列表守护业务进程，提供 HTTP 管理接口 |
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| [waf](waf/) | Go | 443 | WAF 网关（入口），终止 TLS、coraza 规则匹配（SecLang）、反向代理到 gateway，支持 SIGHUP 热加载规则 |
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| [gateway](gateway/) | C++20 | 8443 | 应用层网关（内部 HTTP），用户注册/登录鉴权、Token 签发与校验、反向代理到内部服务 |
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| [static](static/) | Python(Flask) | 9200 | 前端托管服务，社区首页、静态页面与文件浏览、视频/音频流媒体播放、路径遍历防护 |
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| [dnfs](dnfs/) | Python(Flask) | 8006 | 树状网络文件系统（Dendrachy Network File-System），基于父子 pid 的节点树增删改查，集成 AI 内容审核 |
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| [db](db/) | Python(pymsg) | 8005 | 通用数据库服务，基于 pymsg 协议（TCP 长度前缀帧 + JSON）的 SQL-over-TCP，SQLAlchemy Core 参数化查询防注入；内置集中式日志收集（Logs 表 + 自动清理） |
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| [ai_review](ai_review/) | Python(Flask) | 8007 | AI 内容审核服务，DeepSeek LLM + ChromaDB RAG，支持人工反馈纠偏 |
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| [captcha](captcha/) | Python(pymsg) | 8009 | 验证码服务（pymsg/TCP），生成图形验证码（5 分钟过期、一次性），经 gateway 的 `GET /captcha/image` 代理给浏览器 |
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| [smtp](smtp/) | Python(pymsg) | 8008 | 邮件服务，发送/校验邮箱验证码（pymsg 路由 send_email/verify_email/health），注册流程的邮件验证码后端，SMTP 账号配置在 .env |
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| [aibox](aibox/) | Python | 8765 | 独立 AI 智能体系统（DeepSeek + WebSocket），自带技能系统/记忆/任务调度，由 core 拉起但与主干微服务无调用关系 |
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### core（核心模块 · 进程托管服务）
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- 可执行文件 `nidus.out`，作为 systemd 服务（`Nidus.service`）常驻运行（崩溃守护由 systemd 负责，core 自身不含自动重启逻辑）。
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- 支持两种工作模式：命令行子系统调用（`--send/--exec/--list/--kill`）与 HTTP 伺服器模式（`--serve <port>`）。
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- 通过命名管道（Pipe）与消息队列（Mq）实现进程间通信。
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- 读取 `init.txt` 自启动列表，按行拉起各业务服务（ai_review / db / dnfs / smtp / static / waf / gateway / captcha / aibox）。
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### waf（WAF 网关）
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- 唯一对外入口，终止 TLS（`certs/full_chain.crt` / `certs/server.key`），监听 443 端口。
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- 基于 [coraza](https://github.com/corazawaf/coraza) v3.3.0（ModSecurity SecLang 的 Go 实现），规则匹配命中后返回 403。
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- 未命中规则的请求以明文 HTTP 反向代理到 `gateway:8443`，透传 `X-Forwarded-For` / `X-Forwarded-Proto`。
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- 规则库位于 [waf/rules/](waf/rules/)，分两段：本地自定义（ID 100000-199999）与 OWASP CRS（ID 900000-999999，可选）。
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- 极客操作：`kill -HUP <pid>` 热加载规则；`waf -list` 列规则；`waf -test <file>` 校验语法；`waf -check "<input>"` 测试单条输入。
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- 配置见 [waf/config.yaml](waf/config.yaml)，详见 [waf/README.md](waf/README.md)。
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### gateway（应用层网关 · v0.5.2）
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- 内部 HTTP 服务，默认监听 127.0.0.1:8443，不再承载 TLS（TLS 已由 WAF 终止）。
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- 通过 `Server.tls = on/off` 配置切换 HTTPS/HTTP 模式（[example.ini](gateway/example.ini)），独立部署时仍可启用 TLS。
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- **密码安全**：PBKDF2-HMAC-SHA256（10 万轮 + 16 字节随机盐），密码强度校验（8+ 字符、4 类中至少 3 类），常数时间比较防 timing attack。
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- **用户存储**：用户数据通过 pymsg/TCP 调用 `db:8005`（`DbC::call_msg`）存取，不再直连本地 SQLite；登录成功即更新 `Users.last_login`（`"$now"` 哨兵）。
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- **Token 机制**：`Base64(payload) + "_" + RSA-Sign(payload)`，默认 1 小时过期，验签通过才放行；RSA 密钥对启动时内存生成，重启后旧 Token 全部失效。
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- **Cookie 认证**：登录成功同时签发 `HttpOnly + Secure + SameSite=Lax` 的 `q4_token` Cookie；代理时无 `Authorization` 头则回退读 Cookie 验签，并向下游注入 `Authorization: Bearer`（下游零改动）；`POST /logout` 清除 Cookie。公开目标（`Proxy.default`）不做凭证校验，避免旧 Cookie 影响公开页面。
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- **CAPTCHA**：`/captcha` 接口生成验证码（5 分钟过期、一次性使用），登录与注册均可选启用；`GET /captcha/image` 为 captcha 服务（pymsg/TCP :8009）的图形验证码代理路由。
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- **速率限制**：登录 5 次/5 分钟、注册 3 次/10 分钟，按 `X-Forwarded-For`（WAF 注入）客户端 IP 计数。
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- **反向代理**：`Target-Url` 必须在 `Proxy.opened` 白名单中（`closed` 仅记录用途，实际隔离靠"不在 opened 中即拒绝"），缺省走 `Proxy.default`（不需 Token，服务前端静态资源）。
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- **用户表**：`Users` 表由 [db/create_sqlite3.sql](db/create_sqlite3.sql) 建立（gateway 不再自动建表），无默认管理员账号，首位注册者即为管理员。
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- 详见 [gateway/README.md](gateway/README.md)。
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### static（前端托管服务）
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- 托管 `public/` 下的前端页面：社区首页（`index.html`）、登录/注册、树状笔记（`dnfs.html`）、文件浏览（`__view.html`）等。
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- 支持文件浏览、视频/音频在线播放（HTTP Range 分段请求，返回 206/416）、一键下载。
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- 路径遍历防护（`safe_path_join`：realpath 前缀校验），仅允许访问 `directory.root` 之内。
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- **dnfs 代理**：`/get_notes`、`/add_note`、`/delete_note`、`/update_note` 透传 Authorization 转发到 `dnfs:8006`（解决浏览器跨域）。
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- **账号旁路**：`/api/check_user`、`/api/reset_password` 等接口直接读写 `gateway/sqlite3.db` 的 Users 表；`/yhdet_callback`、`/api/yhdet_*` 对接 yhdet.top OAuth 登录。
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- 统一品牌"树状菜单"，支持深色模式（`css/theme.css`）。
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- 可使用 Nuitka 编译为独立二进制（`fsys.bin`）。
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- 配置见 [static/config.ini](static/config.ini)（注：CORS 白名单硬编码于 `fsys.py`，config.ini 的 cors 段未生效）。
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### dnfs（树状菜单服务）
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- 基于 `pid`（父节点 id）组织的树状节点，节点含 `title` 与 `content`。
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- 提供 `/get_notes`、`/add_note`、`/delete_note`、`/update_note` 四个接口。
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- 数据持久化通过 pymsg/TCP 调用 `db` 服务（`127.0.0.1:8005`，execute 路由），不再直接操作数据库。
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- 新增节点前调用 `ai_review` 服务（`http://127.0.0.1:8007/review`）进行内容审核，审核不通过则拒绝写入。
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### db（通用数据库服务）
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- 基于自研 [pymsg](pymsg/) 协议（TCP 长度前缀帧 + JSON），单一路由 `_route: "execute"`，接收结构化 JSON（action + table + where + values），翻译为 SQL 执行。
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- 支持 select / insert / update / delete，运算符包括 eq、ne、gt、lt、ge、le、like、in，支持排序与分页。
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- 基于 SQLAlchemy Core 表反射，参数化查询，零 SQL 注入风险。
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- 仅监听 127.0.0.1，自动提交/回滚，不暴露 DDL 操作。
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- 默认使用 SQLite（`database.db`），可通过 `DATABASE_URL` 环境变量切换至 PostgreSQL / MySQL。
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- **日期/时间列适配**：values 与 where 中的 DATETIME/DATE/TIME 列接受 ISO 8601 字符串（带时区偏移自动转 UTC）或哨兵值 `"$now"`（服务端当前 UTC）；响应中的日期时间一律序列化为 ISO 8601（T 分隔）。
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- **内置日志子模块**：
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- 启动时自动建 `Logs` 表（service / level / message / trace_id / extra + 4 个索引）。
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- 外部服务通过 `log_client.py` 以 pymsg 调 execute 路由逐条 INSERT 写入日志。
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- `_log_internal()` — db 进程内部直接写 Logs 表，无网络往返，防递归设计。
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- 后台守护线程每小时自动清理：保留 30 天 / 上限 100 万条。
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- **统一日志客户端 SDK**（各服务目录下的 `log_client.py`，如 [dnfs/log_client.py](dnfs/log_client.py)）：各服务复制即用，纯标准库实现，异步非阻塞（内存队列 + 后台线程，50 条/2 秒批量 flush），fail-safe 设计（db 不可用时静默丢弃，不影响业务）。
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### ai_review（AI 内容审核服务）
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- 基于 DeepSeek LLM + ChromaDB 向量检索的 RAG 审核架构。
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- 审核类别：色情、违禁药品、赌博、诈骗、仇恨/暴力/恐怖主义，灰色地带内容从严判定。
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- 接口：`POST /review`（提交审核）、`POST /rag/feedback`（人工纠偏）、`GET /rag/list`（知识库列表）、`GET /health`（健康检查）。
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- RAG 检索 top-3 相似已标注样本注入 prompt，MD5 去重。
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- **fail-closed 设计**：API 异常或响应解析失败时一律返回 `{"invalid": "true"}`（拦截），宁可误拦不可漏放。
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- 配置通过 `.env` 文件（已 gitignore），含 DeepSeek API 密钥、模型参数、监听地址。
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### captcha（验证码服务）
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- 生成图形验证码，Token 一次性使用、5 分钟过期；基于 [pymsg](pymsg/) 协议（TCP 长度前缀帧 + JSON），仅依赖 PIL。
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- pymsg 路由：`image`（生成，返回 token + base64 PNG）、`verify`（校验，一次性消费）、`health`。
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- 答案比较采用 XOR 防时序攻击；错误答案与无效 Token 分别返回 `{valid:false}` 与 `{valid:false, error:...}`。
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- **gateway 代理路由**：`GET /captcha/image` 经 pymsg 调 captcha 后解码 PNG，以 `image/png` + `X-Captcha-Token` 响应头返回浏览器（`Cache-Control: no-store`）。
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- 由 `gateway` 在 `/login`、`/register` 中可选启用 CAPTCHA 校验（字段 `captcha_token` / `captcha_answer`）。
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- 内存存储，不支持多实例水平扩展（需换 Redis）；详见 [captcha/README.md](captcha/README.md)。
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### smtp（邮件服务）
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- 注册流程的邮箱验证码后端，基于 pymsg（MsgServer，TCP 长度前缀帧 + JSON），监听 127.0.0.1:8008。
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- pymsg 路由：`send_email`（生成 6 位验证码并经 SMTP_SSL 发送，10 分钟有效，发送失败自动作废）、`verify_email`（校验，通过即一次性消费防重放，兼容旧字段 `input_captcha`）、`health`。
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- 验证码存于进程内存（锁保护 + 惰性过期清理），SMTP 账号通过 `.env` 配置（`SMTP_SERVER` / `SMTP_PORT` / `SMTP_USER` / `__PASSWORD`，`__PASSWORD` 兼容别名 `SMTP_PASSWORD`）。
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### aibox（独立 AI 智能体系统）
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- 一套相对独立的单智能体产品，基于 DeepSeek + WebSocket（:8765），由 `core` 拉起但与 waf / gateway / dnfs 等主干微服务无调用关系。
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- 自带技能系统（`skills/`）、任务调度器、记忆管理、前端页面与语音客户端（`voice_client.py`）。
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- 默认模型 `deepseek-v4-flash`，配置在 `config.json`；详见 [aibox/README.md](aibox/README.md)。
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## 共享基础库
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| 库 | 说明 |
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| [libth](libth/) | 线程库：`Thread`、`Cv_wait`（条件变量等待）、`Fsm`、`ITask` 任务接口 |
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| [libhttp](libhttp/) | HTTP/WebSocket 库：`HttpServer`、`HttpClient`、`WebSocketServer/Client`（基于 Boost.Beast） |
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| [libcrypt](libcrypt/) | 加密库：`AES_CBC`、`MyRSA`、`SHA256`、`Base64`、`Crypto_Basic` |
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| [libsqlite3](libsqlite3/) | SQLite3 C++ 封装（Header-only） |
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### Python 共享组件
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| 文件 | 说明 |
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| [pymsg](pymsg/) | 自研 RPC 基础库（setuptools 包），协议为 `[4字节大端长度][UTF-8 JSON]`，提供 `send/recv/MsgClient/MsgServer`；db 服务端与各 log_client 的基础依赖，requirements 以 `../pymsg` 本地路径引用 |
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| log_client.py | 统一日志客户端 SDK，各服务目录各持一份副本（如 [dnfs/log_client.py](dnfs/log_client.py)），纯标准库 + pymsg，异步批量推送 |
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| security_middleware.py | Flask 安全响应头中间件（CSP / X-Frame-Options / nosniff 等），各服务各持一份副本 |
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## 端口一览
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| 端口 | 服务 | 绑定地址 | 说明 |
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|------|------|----------|------|
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| 443 | waf | 0.0.0.0 | HTTPS 对外入口（终止 TLS + coraza 规则匹配） |
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| 8443 | gateway | 127.0.0.1 | 应用层网关（内部 HTTP，由 waf 转发） |
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| 5200 | core | — | PMC HTTP 管理接口 |
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| 9200 | static | 127.0.0.1 | 前端托管（经 gateway 代理） |
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| 8006 | dnfs | 127.0.0.1 | 树状菜单（经 gateway 代理） |
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| 8005 | db | 127.0.0.1 | 数据库服务（pymsg/TCP，仅内部调用） |
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| 8007 | ai_review | 127.0.0.1 | AI 审核（仅内部调用） |
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| 8009 | captcha | 127.0.0.1 | 验证码服务（pymsg/TCP，经 gateway 代理） |
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| 8008 | smtp | 127.0.0.1 | 邮件服务（仅内部调用，注册验证码邮件后端） |
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| 8765 | aibox | 127.0.0.1 | AI 智能体（WebSocket，独立产品） |
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## 依赖
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- **系统级**：`g++`（C++20）、`make`、`libboost-all-dev`、`libcurl4-gnutls-dev`、`libssl-dev`、`libsqlite3-dev`、`python3`、`python3-venv`、`python3-pip`、`patchelf`、`golang-go`（Go 1.22+，用于 waf）
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- **Python**：Flask、Flask-CORS、Flask-SQLAlchemy、SQLAlchemy、waitress、openai、chromadb、python-dotenv、nuitka（详见各服务 `requirements.txt`）
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- **Go**：corazawaf/coraza v3.3.0、gopkg.in/yaml.v3（详见 [waf/go.mod](waf/go.mod)）
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## 安装
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根目录提供一键安装脚本，按依赖顺序依次构建并安装各模块（库先行，core 最后）：
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```bash
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# 1. 安装系统依赖
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bash _setup.deb.sh # Debian/Ubuntu
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# 或
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bash _setup.rhel.sh # RHEL/CentOS/Rocky/Fedora
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# 2. 依次安装各模块（libth -> libhttp -> libcrypt -> libsqlite3 -> gateway -> waf -> static -> dnfs -> db -> core）
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bash _inst.sh
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```
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单独安装某一服务时，进入对应目录执行：
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```bash
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bash _set.sh # 构建 + 安装
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bash _run.sh # 运行
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```
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部署路径约定为 `/opt/micro_servers/`，`core` 的 `init.txt` 即从该路径拉起其余服务。
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> **注意**：`ai_review` 未包含在 `_inst.sh` 中，需单独进入 `ai_review/` 目录执行 `_set.sh` 安装，并配置 `.env` 文件（DeepSeek API 密钥等）。
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> **注意**：waf 首次编译需联网下载 Go 依赖，[waf/_set.sh](waf/_set.sh) 会自动调用 [waf/_goproxy.sh](waf/_goproxy.sh) 设置 GOPROXY 国内镜像。如需手动设置：`go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct`。
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## 运行
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由 `core` 守护的子进程通过 `init.txt` 自启动（顺序很重要，waf 必须先于 gateway）：
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```
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bash /opt/micro_servers/ai_review/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/db/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/dnfs/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/smtp/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/static/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/waf/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/gateway/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/captcha/_run.sh
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bash /opt/micro_servers/aibox/_run.sh
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```
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启动 `core`（需 root 或 systemd）：
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```bash
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systemctl start Nidus # 或 bash core/_run.sh
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```
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对外访问入口：`https://<host>:443`（由 waf 终止 TLS 后转发到 gateway）。
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### WAF 与 gateway 的协作
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WAF 启用后，证书从 gateway 迁移到 waf：
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```bash
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mkdir -p /opt/micro_servers/waf/certs
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cp /opt/micro_servers/gateway/full_chain.crt /opt/micro_servers/gateway/server.key /opt/micro_servers/waf/certs/
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```
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gateway 改为内部 HTTP 模式（[example.ini](gateway/example.ini) 中 `tls = off`、`address = 127.0.0.1`、`port = 8443`）。
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如需独立部署（不使用 WAF），把 gateway 的 `tls = on`、`port = 443`、`address = 0.0.0.0`，证书留在 gateway 目录即可。
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## 关于架构定位
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本项目具备微服务架构的核心特征，是一种**进程托管式轻量微服务**：
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- **服务按业务能力拆分**：WAF 网关、应用网关、前端托管、节点树、数据库、内容审核各自独立、独立端口、独立数据存储。
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- **API 网关模式**：`waf` 作为边缘网关统一入口，`gateway` 承担鉴权与反向代理，内部服务通过 `closed` 列表隔离。
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- **进程编排/守护**：`core` 作为服务管理器拉起并守护子进程，类似简易版 supervisor。
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- **多语言异构**：C++（core / gateway）、Python（static / dnfs / db / ai_review）、Go（waf）混合，对外 HTTP、内部数据访问走 pymsg/TCP。
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- **数据访问层解耦**：`db` 服务将数据库操作收敛为统一的 pymsg/TCP 接口，业务服务无需直连数据库。
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- **AI 能力集成**：`ai_review` 以 RAG 增强的 LLM 审核为业务层提供内容安全能力，支持人工反馈闭环。
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- **集中式可观测性**：`db` 内置日志表与自动清理，各服务通过 `log_client.py` SDK 异步推送日志（pymsg），实现全链路汇聚，无需引入额外中间件。
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- **安全分层**：`waf` 在边缘做规则匹配（OWASP CRS / 自定义 SecLang 规则），`gateway` 在应用层做鉴权，`db` 仅监听本机，多层防护。
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与云原生微服务的差异：未引入服务注册发现、容器编排、消息总线，服务地址在 `waf/config.yaml` 与 `gateway/example.ini` 中静态配置。对于个人/中小规模的 DIY 场景，这种取舍在简洁性与可控性上是合理的。
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## 许可证
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各模块均采用 MIT License，详见各目录下的 `LICENSE`。
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