比较好奇Shadowsocks代理是怎么工作的：为什么这么流行这么火？而且实际用起来的速度比vpn、https等代理的速度快的多！查了一下，其是基于sockets5（后面简称ss5）的代理，而ss5的规范文档RFC1928/RFC1929就两三页，算是我看到的最简短的RFC文件了。实际数据流上，就是ss_client告诉服务器自己要访问的主机和端口，然后把本地请求的数据发到ss_server，ss_server再请求目标服务器并将得到的结果返回回来。卧槽！这不就是我sshinner做的事情么！！！
所以在现有的设计上，添加代理支持应该是很简单的：我只需要保证本地应用程序和ss_client通信满足ss5协议之规定，而ss_client和ss_server通信格式完全可以用自己原先设计的一套就好了。其实开始本来想着客户端和服务器的协议也进行模拟，这样就可以直接用Shadowsocks的多个跨平台客户端了，但是后面还是放弃了，因为需要改动的东西太多了。
如果想要了解ss5协议，除了有上面两个RFC可供参考之外，可以使用wireshark抓包分析（windows居然没法抓回环网口的包，差评！！！），此外Shadowsocks早期代码也很具有参考价值，只是后来作者引入了Eventloop异步机制，项目显得比较复杂，同时Shadowsocks-libev是基于Libev实现的，我觉得其最强大的是集成了大量的加密解密算法，牛逼啊！
![基于Libevent转发的内网端口暴露（三）：添加SS5代理功能]()
一、概况 前面已经说到了，创建ss5代理比之前我的端口暴露处理在链路上还简单一些，但也有一些挑战。
端口暴露的程序比如ssh或者mysql，基本都是长链接，所以一旦链路建成就会比较稳定，后面就是不断的数据转发了。
ss5代理的操作，当我用chrome做测试客户端的时候，发现链接特别多，而且连接拆建特别活跃。这也好理解，因为根据ss5代理协议的规定，在代理之前需要把目标主机和端口号提供给服务器，现在的前端复杂的要死，即使chrome优化的再好：每一个ip:port在所有资源请求完后再关闭连接，也还是会有很多ss5代理的不断建立和释放，而且chrome的请求是多线程并发的，代理请求十分的迅猛。
这种情况下，对程序的稳定性是一个很大的考验：数据结构操作必须正确，没有严重的内存泄露，没有竞争条件等，不然过不了多久服务就会被拖垮挂掉；客户端也必须由之前的单线程改为多线程的，否则根本发挥不了异步的优势。
二、数据通信流程 2.1 通信流程 (1) ss_server程序启动，建立套接字侦听；
(2) ss_daemon程序启动，连接ss_server，进行用户名、ID号等信息的认证，ss_server建立相应的数据结构；同时ss_daemon建立本地代理的套接字侦听（比如127.0.0.1:1083）；
(3) 应用程序代理请求，ss_daemon采用阻塞的方式进行交互，取得代理程序需要访问的远程主机地址：remote_addr:remote_port；然后将这个连接分配到某个线程池的处理队列中去；
(4) 线程池调度启动，同时连接ss_server，然后建立两个事件侦听bev_local和bev_srv，但是此时还是未使能的；
(5) ss_server发送HD_CMD_SS5_ACTIV命令，然后ss_daemon向代理程序返回确认信息，并使能对应的事件侦听bev_local和bev_srv；
(6) 连接完毕，本地程序和远程服务器交换数据。 2.2 注意事项
Libevent本身支持Bufferevent的SSL接口，但是速度比较慢。相对而言这种情况觉得还是用对称加密比较简单高效，所以思路跟之前 st_utils 的一样：先用RSA对来传输加密KEY，然后后续数据基于这个KEY进行加密解密。
数据加密一般分为块加密和流加密，分别有典型的aes-256-cfb以及rc4-md5。大名鼎鼎的 OpenSSL 其实已经提供了各种加密解密的封装接口，对于选择某种算法其实用上层封装接口差异都不是很大。这里用了rc4-md5加密算法，没有深究其原理，感觉就是对某个数据进行“一次异或加密，再次异或解密”这么个意思了，而且每一个会话用一套KEY，每一个连接用一个IV，IV都是双方通过固定的方式计算出来的，因为如果把IV封装到数据包中，而rc4-md5是流加密长度不定，会加大双方通信的复杂度。
也有人说现在的AES如果新的CPU指令集支持的话，加密解密速度会快很多。呵呵，我觉的现在真正的制约是网速，而不是计算速度（常常都是挂代理反而比不挂代理访问速度更快，我也是日了狗了）。 四、小结
EVP_Symmetric_Encryption_and_Decryption
Manual:EVP_EncryptInit(3) )
shadowsocks-libev
所以在现有的设计上，添加代理支持应该是很简单的：我只需要保证本地应用程序和ss_client通信满足ss5协议之规定，而ss_client和ss_server通信格式完全可以用自己原先设计的一套就好了。其实开始本来想着客户端和服务器的协议也进行模拟，这样就可以直接用Shadowsocks的多个跨平台客户端了，但是后面还是放弃了，因为需要改动的东西太多了。
如果想要了解ss5协议，除了有上面两个RFC可供参考之外，可以使用wireshark抓包分析（windows居然没法抓回环网口的包，差评！！！），此外Shadowsocks早期代码也很具有参考价值，只是后来作者引入了Eventloop异步机制，项目显得比较复杂，同时Shadowsocks-libev是基于Libev实现的，我觉得其最强大的是集成了大量的加密解密算法，牛逼啊！
一、概况 前面已经说到了，创建ss5代理比之前我的端口暴露处理在链路上还简单一些，但也有一些挑战。
端口暴露的程序比如ssh或者mysql，基本都是长链接，所以一旦链路建成就会比较稳定，后面就是不断的数据转发了。
ss5代理的操作，当我用chrome做测试客户端的时候，发现链接特别多，而且连接拆建特别活跃。这也好理解，因为根据ss5代理协议的规定，在代理之前需要把目标主机和端口号提供给服务器，现在的前端复杂的要死，即使chrome优化的再好：每一个ip:port在所有资源请求完后再关闭连接，也还是会有很多ss5代理的不断建立和释放，而且chrome的请求是多线程并发的，代理请求十分的迅猛。
这种情况下，对程序的稳定性是一个很大的考验：数据结构操作必须正确，没有严重的内存泄露，没有竞争条件等，不然过不了多久服务就会被拖垮挂掉；客户端也必须由之前的单线程改为多线程的，否则根本发挥不了异步的优势。
二、数据通信流程 2.1 通信流程 (1) ss_server程序启动，建立套接字侦听；
(2) ss_daemon程序启动，连接ss_server，进行用户名、ID号等信息的认证，ss_server建立相应的数据结构；同时ss_daemon建立本地代理的套接字侦听（比如127.0.0.1:1083）；
(3) 应用程序代理请求，ss_daemon采用阻塞的方式进行交互，取得代理程序需要访问的远程主机地址：remote_addr:remote_port；然后将这个连接分配到某个线程池的处理队列中去；
(4) 线程池调度启动，同时连接ss_server，然后建立两个事件侦听bev_local和bev_srv，但是此时还是未使能的；
(5) ss_server发送HD_CMD_SS5_ACTIV命令，然后ss_daemon向代理程序返回确认信息，并使能对应的事件侦听bev_local和bev_srv；
(6) 连接完毕，本地程序和远程服务器交换数据。 2.2 注意事项
根据协议要求，程序请求的可以是IP地址，也可以是域名的形式，如果是域名的形式，需要做域名解析后才能连接套接字。域名解析是比较花费时间的，所以Libevent支持域名解析的异步模式。后面考虑加一个DNS解析代理的功能，国内的DNS环境太恶劣了（防火墙投毒、运营商劫持等），虽然解析得到的IP可能对CDN这样的访问不利，但是起码是干净的吧，用的放心！(本人暂且用的DNSCrypt)
三、数据加密 在直接转发的情况下，默认谷歌还是打不开的，所以对数据包的加密还是必须的。正如Shadowsocks作者所说的，这边的加密不需要太强的加密算法，因为不是追求对数据保密，对信息敏感的协议本身链路数据就是加密的（比如ssh、https等等），这里主要是对转发数据进行混淆扰动，可以让防火墙过滤器无法检测包的内容和特征，从而避免被阻断连接。Libevent本身支持Bufferevent的SSL接口，但是速度比较慢。相对而言这种情况觉得还是用对称加密比较简单高效，所以思路跟之前 st_utils 的一样：先用RSA对来传输加密KEY，然后后续数据基于这个KEY进行加密解密。
数据加密一般分为块加密和流加密，分别有典型的aes-256-cfb以及rc4-md5。大名鼎鼎的 OpenSSL 其实已经提供了各种加密解密的封装接口，对于选择某种算法其实用上层封装接口差异都不是很大。这里用了rc4-md5加密算法，没有深究其原理，感觉就是对某个数据进行“一次异或加密，再次异或解密”这么个意思了，而且每一个会话用一套KEY，每一个连接用一个IV，IV都是双方通过固定的方式计算出来的，因为如果把IV封装到数据包中，而rc4-md5是流加密长度不定，会加大双方通信的复杂度。
也有人说现在的AES如果新的CPU指令集支持的话，加密解密速度会快很多。呵呵，我觉的现在真正的制约是网速，而不是计算速度（常常都是挂代理反而比不挂代理访问速度更快，我也是日了狗了）。 四、小结
到这里，sshinner算是基本完工了，实现了内网端口暴露，以及ss5代理的功能，后面可能有机会再做一个DNS查询代理的功能。从数据包的转发、DNS的查询等充斥着异步操作，而Libevent像个骨架一样支撑着软件的高速运作，各种回调机制方便了程序的开发，真不愧是一款优秀的基于事件的异步开发库，而且维护者写了一份很好的文档，真心赞啊！
注意： sshinner 目前端口暴露工作的不错，而dropbox等简易ss5代理也工作的很好，用proxychains wget有时候速度是Shadowsocks的两倍，但是对于chrome代理，一小段时间后就不能工作了，稳定性不行，等我清醒一下再慢慢Debug吧！
参考 rfc1928EVP_Symmetric_Encryption_and_Decryption
Manual:EVP_EncryptInit(3) )
shadowsocks-libev