该项目实现了一个简单版本的V2Ray。如果你对V2Ray等代理软件的运行机制很好奇，又没有时间研究其庞杂的实现，不妨关注此项目，核心代码不过100行，其余代码则是几个主要协议的具体实现。
目前实现了 VMess协议 的客户端和服务端以及一个简洁的路由，只需简单配置即可无缝对接如下配置的V2Ray客户端或者服务端：
以下V2Ray的功能暂不支持：
- VMess协议的AEAD认证以及动态端口
- 多入口多出口路由
- Mux/mKCP/WebSocket/H2等协议
- 流量统计以及用户管理
- DNS服务
接下来继续完成的功能点：
- 支持 UDP over TCP
- 支持 VLess
要求 Go >= 1.14:
git clone https://github.com/jarvisgally/v2simple
cd v2simple && go build -o bin客户端模式在本地启动一个socks5代理，对流量进行加密和伪装，随后转发到Q外的服务器上：
# 先将项目中的client.example.json复制到bin目录中，修改里面远程服务器的域名，并重命名为client.json
bin/v2simple -f client.json服务器模式监听一个可以远程连接的接口，将流量还原为原始流量随后直接访问目标网站：
# 先将项目中的server.example.json复制到bin目录中，修改里面域名证书和私钥地址，并重命名为server.json
bin/v2simple -f server.json客户端模式client.example.json：
{
"local": "socks5://127.0.0.1:1081",
"route": "whitelist",
"remote": "vmesss://a684455c-b14f-11ea-bf0d-42010aaa0003@<fix-me>:443?alterID=4"
}服务端模式server.example.json：
{
"local": "vmesss://a684455c-b14f-11ea-bf0d-42010aaa0003@0.0.0.0:443?alterID=4&cert=<fix-me>&key=<fix-me>&fallback=:80",
"remote": "direct://"
}其中local项标识本地服务的协议，remote项标识远端服务的协议，目前支持的协议：
socks5：仅服务端，用于监听本地的socks5代理请求direct：直连vmess：支持客户端和服务端
vmess://uuid[:alterId]@host:port?[&security=none|aes-128-gcm|chacha20-poly1305]
- security：在服务端模式下是无需设置的，服务端会根据客户端的请求自动匹配
vmesss：使用tls的vmess，同样支持客户端和服务端，服务端还需要额外指定域名的证书和私钥地址
vmesss://uuid[:alterId]@host:port?[&security=none|aes-128-gcm|chacha20-poly1305][&fallback=:80]
- security：在服务端模式下是无需设置的，服务端会根据客户端的请求自动匹配
- fallback: 即使用http直接访问443端口会转跳到此地址
注：纯vmess的协议是是基于TCP的，不推荐裸奔；在例子中我们均使用了vmesss，即伪装成常规的https流量；这需要预先注册一个域名并申请TLS证书，具体做法可以参考这里 。
route项表示路由模式，目前支持如下模式：
whitelist：白名单模式，如果匹配，则直接访问，否则通过代理访问blacklist：黑名单模式，如果匹配，则通过代理访问，否则直接访问- 空白：不做匹配，全部流量通过代理访问
目前项目中仅包含whitelist，每一行是一个域名、IP或者CIDR，来自V2Ray的geosite:cn、geoip:cn和geoip:private。
V2Ray的调用栈大致如下，层层叠叠的调用导致代码比较复杂，此处仅供参考：
+ InboundHandler.Start() - 入口启动
+ Worker.Start() - 启动TCP和UDP监听，并持续等待连接
+ Server.Process()
+ Server.processTCP() & Server.handleUDPPayload() - 处理连接
+ Server.transport() - 调用后续的路由和传输逻辑
+ DefaultDispatcher.Dispatch() - 路由逻辑
+ Router.PickRoute() - 选择Outbound
+ OutBoundHandler.Process() - 出口处理
+ Dailer.Dailer() - 连接远端并转发流量
更详细的说明请参考 V2Ray源码分析。
作为对比，V2Simple的核心逻辑都在main.go中，通过三个go关键字，比较简单的就实现了支持多个连接的流量转发逻辑：
+ 启动TCP监听 - net.Listen
+ 持续等待连接 - go for listener.accept
+ 处理连接 - go server.handshake -> route -> client.handshake
+ 转发 - go io.copy
具体代码如下：
// 开启本地的TCP监听
listener, err := net.Listen("tcp", localServer.Addr())
if err != nil {
log.Printf("can not listen on %v: %v", localServer.Addr(), err)
os.Exit(-1)
}
log.Printf("%v listening TCP on %v", localServer.Name(), localServer.Addr())
go func() {
for {
lc, err := listener.Accept()
if err != nil {
errStr := err.Error()
if strings.Contains(errStr, "closed") {
break
}
log.Printf("failed to accepted connection: %v", err)
if strings.Contains(errStr, "too many") {
time.Sleep(time.Millisecond * 500)
}
continue
}
go func() {
defer lc.Close()
var client proxy.Client
// 不同的服务端协议各自实现自己的响应逻辑, 其中返回的地址则用于匹配路由
// 常常需要额外编解码或者流量统计的功能，故需要给lc包一层以实现这些逻辑，即wlc
wlc, targetAddr, err := localServer.Handshake(lc)
if err != nil {
log.Printf("failed in handshake from %v: %v", localServer.Addr(), err)
return
}
// 匹配路由
if conf.Route == whitelist { // 白名单模式，如果匹配，则直接访问，否则使用代理访问
if matcher.Check(targetAddr.Host()) {
client = directClient
} else {
client = remoteClient
}
} else if conf.Route == blacklist { // 黑名单模式，如果匹配，则使用代理访问，否则直接访问
if matcher.Check(targetAddr.Host()) {
client = remoteClient
} else {
client = directClient
}
} else { // 全部流量使用代理访问
client = remoteClient
}
log.Printf("%v to %v", client.Name(), targetAddr)
// 连接远端地址
dialAddr := remoteClient.Addr()
if _, ok := client.(*direct.Direct); ok { // 直接访问则直接连接目标地址
dialAddr = targetAddr.String()
}
rc, err := net.Dial("tcp", dialAddr)
if err != nil {
log.Printf("failed to dail to %v: %v", dialAddr, err)
return
}
defer rc.Close()
// 不同的客户端协议各自实现自己的请求逻辑
wrc, err := client.Handshake(rc, targetAddr.String())
if err != nil {
log.Printf("failed in handshake to %v: %v", dialAddr, err)
return
}
// 流量转发
go io.Copy(wrc, wlc)
io.Copy(wlc, wrc)
}()
}
}()VMess协议 是V2Ray的原创协议，主要解决了两个问题：
- 用户的鉴权
- 数据的加密
本质上是对流量增加了一层编解码的逻辑，在Q看来是未知协议的TCP连接，此乃最大特征，至少在敏感时期就可以轻易被Q阻断，因此一般建议配合TLS或者WS来使用。
此处简述 VMess协议 中的「标准格式」的数据传输方式，即指令部分的Opt为0x01时的处理方式：
- 客户端将原始的请求加密为 认证信息 + 指令部分 + 数据部分
- 认证信息为16字节，使用用户id和时间戳生成，服务端通过此认证信息匹配用户，并且判断是否存在来自Q的 重放攻击
- 指令部分比较复杂，主要包含：
响应认证- 服务端使用此认证作为头部将加密后的响应数据返回- 原始请求的协议和目标地址 - 服务端以此访问目标地址
- 数据部分的对称加密算法和相关密码 - 服务端以此解密请求数据，并以同样的参数加密响应数据
- 将整个指令部分加密
- 数据部分包含：
- 实际的请求数据被分割为若干个小块，每个小块由2个字节的长度和数据包组成
- 每个数据包都会使用指令部分的相关参数进行加密
- 服务端接受到请求
- 校验请求的认证信息
- 检测用户是否存在
- 处理重放攻击等
- 如果认证通过，解密指令部分可获得：
响应认证- 原始请求的协议和目标地址
- 数据部分的解密方法
- 解密数据部分，并以此访问目标网站
- 对目标网站的响应数据进行加密，生成加密后的响应数据包，主要包括：
响应认证- 使用与请求同样的方法加密后的响应数据
- 校验请求的认证信息
- 客户端接收到加密后响应数据
- 校验
响应认证 - 使用与请求一样的数据解密响应数据，并返回给浏览器
- 校验
上述1.i的认证信息生成方式如下，为16字节的hash值：
H = MD5
K = 用户ID
M = UTC时间，精确到秒，取值为当前时间的前后30秒随机值
Hash = HMAC(H, K, M)
服务端会运行一个协程，不断的对已经注册的用户id生成前后120秒内的所有hash值，以此校验认证信息是合法的，这也是V2Ray要求客户端和服务器的时间不能有太大误差的原因。
上述1.ii的指令部分格式如下：
| 1 字节 | 16 字节 | 16 字节 | 1 字节 | 1 字节 | 4 位 | 4 位 | 1 字节 | 1 字节 | 2 字节 | 1 字节 | N 字节 | P 字节 | 4 字节 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 版本号 Ver | 数据加密 IV | 数据加密 Key | 响应认证 V | 选项 Opt | 余量 P | 加密方式 Sec | 保留 | 指令 Cmd | 端口 Port | 地址类型 T | 地址 A | 随机值 | 校验 F |
上述1.iii的数据部分被分割成小块，每一个块的数据格式如下，其中数据包由指定的加密算法加密：
| 2 字节 | L 字节 |
|---|---|
| 长度 L | 数据包 |
该项目参考了如下资源：
- 你也能写个 Shadowsocks ，当前项目参考了里面关于SOCKS5协议的实现；如果标题党一下，本文或许也可改为「你也能撸一个 V2Ray」吧
- Clash ，VMess的客户端部分
- V2Ray