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前两天,使用Golang实现了一个简单的HTTP Proxy,具体实现参见 http://www.flysnow.org/2016/12/24/golang-http-proxy.html,这次使用Golang实现一个Socket5的简单代理。Socket5和HTTP并没有太大的不同,他们都可以完全给予TCP协议,只是请求的信息结构不同,所以这次我们不能像上次HTTP Proxy一样,解析请求和应答,要按照Socket的协议方式解析。

Socket协议版本

Socket协议分为Socket4和Socket5两个版本,他们最明显的区别是Socket5同时支持TCP和UDP两个协议,而SOcket4只支持TCP。目前大部分使用的是Socket5,我们这里只简单的介绍Socket5协议。

Socket5协议之授权认证

要想实现Socket5之间的连接会话,必须要懂SOcket5协议的实现细节和规范。这就好比我们都用普通话对话一样,彼此说的都明白,也可以给对方听得懂的回应。Socket5的客户端和服务端交流也一样,他们的语言就是Socket5协议。因为Socket5支持TCP和UDP两种,这里只介绍TCP这一种,UDP大同小异。

首先客户端会给服务端发送验证信息,这个是建立连接的前提。比如客户端:hi,哥们,借个火。服务端要认识它就说:好,给;如果不认识就说:你哪根葱啊!!客户端请求的暗号很简单:

VER NMETHODS METHODS
1 1 1 to 255
  1. 第一个字段VER代表Socket的版本,Soket5默认为0x05,其固定长度为1个字节
  2. 第二个字段NMETHODS表示第三个字段METHODS的长度,它的长度也是1个字节
  3. 第三个METHODS表示客户端支持的验证方式,可以有多种,他的尝试是1-255个字节。

目前支持的验证方式一共有:

  1. X’00’ NO AUTHENTICATION REQUIRED(不需要验证)
  2. X’01’ GSSAPI
  3. X’02’ USERNAME/PASSWORD(用户名密码)
  4. X’03’ to X’7F’ IANA ASSIGNED
  5. X’80’ to X’FE’ RESERVED FOR PRIVATE METHODS
  6. X’FF’ NO ACCEPTABLE METHODS(都不支持,没法连接了)

以上的都是十六进制常量,比如X’00’表示十六进制0x00。

服务端收到客户端的验证信息之后,就要回应客户端,服务端需要客户端提供哪种验证方式的信息。服务端的回应同样非常简洁。

VER METHOD
1 1
  1. 第一个字段VER代表Socket的版本,Soket5默认为0x05,其值长度为1个字节
  2. 第二个字段METHOD代表需要服务端需要客户端按照此验证方式提供验证信息,其值长度为1个字节,选择为上面的六种验证方式。

举例说明,比如服务端不需要验证的话,可以这么回应客户端:

VER METHOD
0x05 0x00

这就代表服务端说:哥们,我没啥要求,你来吧,我们使用Go实现代码如下:

	var b [1024]byte
	n, err := client.Read(b[:])
	if err != nil {
		log.Println(err)
		return
	}

	if b[0] == 0x05 { //只处理Socket5协议
		//客户端回应:Socket服务端不需要验证方式
		client.Write([]byte{0x05, 0x00})
		n, err = client.Read(b[:])
	}

我们这里以最简单的不需要验证的方式为例进行介绍,这种方式进行了上面的一问一答后就可以开始建立连接了。对于其他验证方式,还需要再进行一次一问一答,主要是客户端提供验证信息,服务端回应验证是否正确,这些细节可以参考http://www.ietf.org/rfc/rfc1928.txt以及http://www.ietf.org/rfc/rfc1929.txt的Socket5协议定义。

Socket5协议之建立连接。

Socket5的客户端和服务端进行双方授权验证通过之后,就开始建立连接了。连接由客户端发起,告诉Sokcet服务端客户端需要访问哪个远程服务器,其中包含,远程服务器的地址和端口,地址可以是IP4,IP6,也可以是域名。

VER CMD RSV ATYP DST.ADDR DST.PORT
1 1 X’00’ 1 Variable 2
  1. VER代表Socket协议的版本,Soket5默认为0x05,其值长度为1个字节
  2. CMD代表客户端请求的类型,值长度也是1个字节,有三种类型
    • CONNECT X’01’
    • BIND X’02’
    • UDP ASSOCIATE X’03’
  3. RSV保留字,值长度为1个字节
  4. ATYP代表请求的远程服务器地址类型,值长度1个字节,有三种类型
    • IP V4 address: X’01’
    • DOMAINNAME: X’03’
    • IP V6 address: X’04’
  5. DST.ADDR代表远程服务器的地址,根据ATYP进行解析,值长度不定。
  6. DST.PORT代表远程服务器的端口,要访问哪个端口的意思,值长度2个字节

从协议里解析我们需要的远程服务器信息,Go代码实现如下:

		var host,port string
		switch b[3] {
		case 0x01://IP V4
			host = net.IPv4(b[4],b[5],b[6],b[7]).String()
		case 0x03://域名
			host = string(b[5:n-2])//b[4]表示域名的长度
		case 0x04://IP V6
			host = net.IP{b[4], b[5], b[6], b[7], b[8], b[9], b[10], b[11], b[12], b[13], b[14], b[15], b[16], b[17], b[18], b[19]}.String()
		}
		port = strconv.Itoa(int(b[n-2])<<8|int(b[n-1]))

现在客户端把要请求的远程服务器的信息都告诉Socket5代理服务器了,那么Socket5代理服务器就可以和远程服务器建立连接了,不管连接是否成功等,都要给客户端回应,其回应格式为:

VER REP RSV ATYP BND.ADDR BND.PORT
1 1 X’00’ 1 Variable 2
  1. VER代表Socket协议的版本,Soket5默认为0x05,其值长度为1个字节
  2. REP代表响应状态码,值长度也是1个字节,有以下几种类型
    • X’00’ succeeded
    • X’01’ general SOCKS server failure
    • X’02’ connection not allowed by ruleset
    • X’03’ Network unreachable
    • X’04’ Host unreachable
    • X’05’ Connection refused
    • X’06’ TTL expired
    • X’07’ Command not supported
    • X’08’ Address type not supported
    • X’09’ to X’FF’ unassigned
  3. RSV保留字,值长度为1个字节
  4. ATYP代表请求的远程服务器地址类型,值长度1个字节,有三种类型
    • IP V4 address: X’01’
    • DOMAINNAME: X’03’
    • IP V6 address: X’04’
  5. BND.ADDR表示绑定地址,值长度不定。
  6. BND.PORT表示绑定端口,值长度2个字节

Go实现的连接和应答如下:

		server, err := net.Dial("tcp", net.JoinHostPort(host, port))
		if err != nil {
			log.Println(err)
			return
		}
		defer server.Close()
		client.Write([]byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}) //响应客户端连接成功

绑定的地址和端口,这两个响应根据请求的CMD不同而不同,详细描述参考http://www.ietf.org/rfc/rfc1928.txt

数据转发

建立好连接之后,就是数据传递转发,TCP协议可以直接转发。UDP的话需要特殊处理,具体参考协议定义,其实就是一个特殊格式的回应,和上面的一问一答差不多,更多协议细节 http://www.ietf.org/rfc/rfc1928.txt

TCP直接转发非常简单:

		//进行转发
		go io.Copy(server, client)
		io.Copy(client, server)

完整代码实现

以下是完成的代码实现。

package main

import (
	"io"
	"log"
	"net"
	"strconv"
)

func main() {
	log.SetFlags(log.LstdFlags | log.Lshortfile)
	l, err := net.Listen("tcp", ":8081")
	if err != nil {
		log.Panic(err)
	}

	for {
		client, err := l.Accept()
		if err != nil {
			log.Panic(err)
		}

		go handleClientRequest(client)
	}
}

func handleClientRequest(client net.Conn) {
	if client == nil {
		return
	}
	defer client.Close()

	var b [1024]byte
	n, err := client.Read(b[:])
	if err != nil {
		log.Println(err)
		return
	}

	if b[0] == 0x05 { //只处理Socket5协议
		//客户端回应:Socket服务端不需要验证方式
		client.Write([]byte{0x05, 0x00})
		n, err = client.Read(b[:])
		var host, port string
		switch b[3] {
		case 0x01: //IP V4
			host = net.IPv4(b[4], b[5], b[6], b[7]).String()
		case 0x03: //域名
			host = string(b[5 : n-2]) //b[4]表示域名的长度
		case 0x04: //IP V6
			host = net.IP{b[4], b[5], b[6], b[7], b[8], b[9], b[10], b[11], b[12], b[13], b[14], b[15], b[16], b[17], b[18], b[19]}.String()
		}
		port = strconv.Itoa(int(b[n-2])<<8 | int(b[n-1]))

		server, err := net.Dial("tcp", net.JoinHostPort(host, port))
		if err != nil {
			log.Println(err)
			return
		}
		defer server.Close()
		client.Write([]byte{0x05, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}) //响应客户端连接成功
		//进行转发
		go io.Copy(server, client)
		io.Copy(client, server)
	}

}

这里目前是一个简易版本的Socket5 代理,还有很多没有实现,要实现完成的Socket5,可以自己根据他定义的协议试试。

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