本文讲的是如何写一个 socks5 代理，其实 shadowsocks 的代理也是 socks5 协议的，所以 socks5 代理也是本系列教程的一个重点。
首先放出 socks5 协议的 [rfc]( )，socks5 协议很简单，SOCKS5 协议并不负责代理服务器的数据传输环节，此协议只是在 C/S 两端真实交互之间，建立起一条从客户端到代理服务器的授信连接。
0x01 sock5 代理结构图
0x02 socks5 协议分析
认证阶段
首先客户端需要和服务端有个握手认证的过程，可以采用 用户名/密码 认证或者无需认证方式。
格式如下 （数字表示位数）
+----+----------+----------+ |VER | NMETHODS | METHODS | +----+----------+----------+ | 1 | 1 | 1~255 | +----+----------+----------+
VER 字段是当前协议的版本号，也就是 5；NMETHODS 字段是 METHODS 字段占用的字节数；METHODS 字段的每一个字节表示一种认证方式，表示客户端支持的全部认证方式。 0x00: NO AUTHENTICATION REQUIRED 0x01: GSSAPI 0x02: USERNAME/PASSWORD 0x03: to X’7F’ IANA ASSIGNED 0x80: to X’FE’ RESERVED FOR PRIVATE METHODS 0xFF: NO ACCEPTABLE METHODS
服务端返回格式
+----+--------+ |VER | METHOD | +----+--------+ | 1 | 1 | +----+--------+
一般情况下服务端返回两种情况
0x05 0x00：告诉客户端采用无认证的方式建立连接；
0x05 0xff：客户端的任意一种认证方式服务器都不支持。
举个例子， 服务器无需认证的情况如下
client -> server: 0x05 0x01 0x00 server -> client: 0x05 0x00
连接阶段
认证完成，客户端向服务端发送请求：
+----+-----+-------+------+----------+----------+ |VER | CMD | RSV | ATYP | DST.ADDR | DST.PORT | +----+-----+-------+------+----------+----------+ | 1 | 1 | 1 | 1 | Variable | 2 | +----+-----+-------+------+----------+----------+
CMD 字段 command 的缩写： * 0x01：CONNECT 建立 TCP 连接 * 0x02: BIND 上报反向连接地址 * 0x03：关联 UDP 请求
RSV 字段：保留字段，值为 0x00ATYP 字段：address type 的缩写，取值为： * 0x01：IPv4 * 0x03：域名 * 0x04：IPv6
DST.ADDR 字段：destination address 的缩写，取值随 ATYP 变化： * ATYP == 0x01：4 个字节的 IPv4 地址 * ATYP == 0x03：1 个字节表示域名长度，紧随其后的是对应的域名 * ATYP == 0x04：16 个字节的 IPv6 地址 * DST.PORT 字段：目的服务器的端口
服务端返回格式
+----+-----+-------+------+----------+----------+ |VER | REP | RSV | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT | +----+-----+-------+------+----------+----------+ | 1 | 1 | 1 | 1 | Variable | 2 | +----+-----+-------+------+----------+----------+
REP 字段 * 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
举个例子，客户端通过 127.0.0.1:8000 的代理发送请求
# request: VER CMD RSV ATYP DST.ADDR DST.PORT client -> server: 0x05 0x01 0x00 0x01 0x7f 0x00 0x00 0x01 0x1f 0x40 # response: VER REP RSV ATYP BND.ADDR BND.PORT server -> client: 0x05 0x00 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x10 0x10
传输阶段
接下来就开始传输数据，socks5 服务器只做单纯的转发功能
整个过程如下
# 认证阶段 client -> server: 0x05 0x01 0x00 server -> client: 0x05 0x00 # 连接阶段 client -> server: 0x05 0x01 0x00 0x03 0x0a b'google.com' 0x00 0x50 server -> client: 0x05 0x00 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x10 0x10 # 传输阶段 client -> server -> remote remote -> server -> client ...
下篇教程用代码实现下 socks5 代理