Go语言基础-Proxy实现

Go语言基础-Proxy的实现

一、前置知识：SOCKS5代理

SOCKS是一种网络传输协议，主要用于客户端与外网服务器之间通讯的中间传递。SOCKS是“SOCKet Secure”的缩写。

某些企业为了安全性，设置了很强的防火墙，带来的副作用是哪怕你是管理员，访问资源也很麻烦。SOCKS5就是开了一个小口子，用来访问资源的。

防火墙内的客户端想要访问外部的服务器时，会跟SOCKS代理服务器进行连接。客户端的请求会通过代理服务器发送到外部的服务器，最终响应也会通过代理服务器发送回客户端。

基本模型

协商过程（认证）

SOCKS5比SOCKS4a多了验证、IPv6、UDP支持。

建立与SOCKS5服务器的TCP连接后客户端需要先发送请求来确认协议版本及认证方式，格式为（以字节为单位）：

VER	NMETHODS	METHODS
1	1	1-255

VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
NMETHODS是METHODS部分的长度；
METHODS是客户端支持的认证方式列表，每个方法占1字节。基本的有：
- 0x00 不需要认证
- 0x01 GSSAPI
- 0x02 用户名、密码认证

服务器从客户端提供的方法中选择一个并通过以下消息通知客户端（以字节为单位）：

VER	METHOD
1	1

VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
METHOD是服务端选中的方法。如果返回0xFF表示没有一个认证方法被选中，客户端需要关闭连接。

请求阶段

客户端发送请求的格式

认证结束后客户端就可以发送请求信息。如果认证方法有特殊封装要求，请求必须按照方法所定义的方式进行封装。

SOCKS5请求格式（以字节为单位）：

VER	CMD	RSV	ATYP	DST.ADDR	DST.PORT
1	1	0x00	1	动态	2

VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
CMD是SOCK的命令码
- 0x01表示CONNECT请求
- 0x02表示BIND请求
- 0x03表示UDP转发
RSV 0x00，保留
ATYP DST.ADDR类型
- 0x01 IPv4地址，DST.ADDR部分4字节长度
- 0x03 域名，DST.ADDR部分第一个字节为域名长度，DST.ADDR剩余的内容为域名，没有\0结尾。
- 0x04 IPv6地址，16个字节长度。
DST.ADDR 目的地址
DST.PORT 网络字节序表示的目的端口

服务器响应的格式

服务器按以下格式回应客户端的请求（以字节为单位）：

VER	REP	RSV	ATYP	BND.ADDR	BND.PORT
1	1	0x00	1	动态	2

VER是SOCKS版本，这里应该是0x05；
REP应答字段
- 0x00表示成功
- 0x01普通SOCKS服务器连接失败
- 0x02现有规则不允许连接
- 0x03网络不可达
- 0x04主机不可达
- 0x05连接被拒
- 0x06 TTL超时
- 0x07不支持的命令
- 0x08不支持的地址类型
- 0x09 - 0xFF未定义
RSV 0x00，保留
ATYP BND.ADDR类型
- 0x01 IPv4地址，DST.ADDR部分4字节长度
- 0x03域名，DST.ADDR部分第一个字节为域名长度，DST.ADDR剩余的内容为域名，没有\0结尾。
- 0x04 IPv6地址，16个字节长度。
BND.ADDR 服务器绑定的地址
BND.PORT 网络字节序表示的服务器绑定的端口

二、前置知识：bufio包的使用

bufio是有缓存的io，避免因为多次写操作而降低程序的性能。

具体可以参考这个文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/129781512

有时间，再自己总结吧...

三、代码实现

1. v1：简易的echo server

与linuxC++的实现过程类似。

首先监听IP地址和端口号，调用net.Listen()；
调用server.Accept()等待并建立连接；
当有连接建立之后，启动一个协程，来处理这个连接的数据

//process部分就不放出了，就是一个简单的数据读取和输出的过程
func main() {
   server, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:1080")
   if err != nil {
      panic(err)
   }
   for {
      client, err := server.Accept()
      if err != nil {
         log.Printf("Accept failed %v", err)
         continue
      }
      go process(client)
   }
}

nc安装教程如下：https://www.cnblogs.com/linyufeng/p/13206252.html

使用nc命令可以直接和一个ip端口建立tcp连接。

2. v2：协商阶段

main函数不需要修改，在process函数中新增鉴权的部分：

//新增的鉴权过程
err := auth(reader, conn)
if err != nil {
   log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
   return
}

auth函数的实现流程如下：

使用reader.ReadByte将版本号读取出来；
使用reader.ReadByte将mthodsize读取出来，并建立相应大小的method数组；
使用io.ReadFull将method填充完全；
往连接中写入版本号和方法conn.Write([]byte{socks5Ver, 0x00})

运行程序后，在终端执行curl --socks5 127.0.0.1:1080 -v http://www.qq.com，可以显示出版本号、method和认证成功。

3. v3：请求阶段

我们在auth下面再实现一个connect函数，该函数用于读取客户端发送的数据，然后与服务器进行tcp连接；之后将连接的信息发送回给客户端。

err = connect(reader, conn)
if err != nil {
   log.Printf("client %v auth failed:%v", conn.RemoteAddr(), err)
   return
}

读取客户端的数据主要包括版本号Ver、命令码CMD、保留字RSB、ATYP目标地址类型、DST.ADDR 一个可变长度的值、DST.PORT 目标端口。

写回给客户端的过程属性类似，略。

运行程序后，可以正确返回ip地址和端口号：

4. v4：relay阶段

将客户端的请求发送到服务器，将服务器的响应发送回给客户端。

//使用ctx机制来进行同步
ctx, cancel := context.WithCancel(context.Background())
defer cancel()

//使用io.Copy——死循环将src中的数据读取到dest中
//两个goroutine的方向不一样，一个是从浏览器拷贝到服务器，一个是从服务器拷贝到浏览器
go func() {
    _, _ = io.Copy(dest, reader)
    cancel()
}()
go func() {
    _, _ = io.Copy(conn, dest)
    cancel()
}()

//使用ctx的机制，来进行同步一下
    <-ctx.Done()