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Socket编程
sockfd = socket(AFINET, SOCKSTREAM, 0)
- 创建一个
socket, 返回一个文件描述符（file descriptor）到sockfd，在 linux/unix 中一切设备和 I/O 操作都是通过文件描述符抽象的。 AF_INET是 address family internet 一般指的是 ipv4SOCK_STREAM是套接字类型参数，表示使用一个面向连接的，通常用于 TCP- 第三个参数 0 是指协议，这情况是用 TCP
connect(sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr))
- 建立与远程服务器连接，tcp 三次握手
- sockfd 是上面的套接字
- servaddr 是服务端地址
send(sockfd, sendBuffer, strlen(sendBuffer), 0)
发送数据，或者用 write
recv(sockfd, recvBuffer, sizeof(recvBuffer) - 1, 0)
接收数据，或者用 read
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr))
bind 用于绑定套接字到一个本地地址和端口，本地地址可以是所有可用的接口（INADDR_ANY）。 这样有客户端向绑定的地址+端口发送消息时候可以被这个 socket 收到。
在客户端 Socket 中如果不进行 bind, 直接调用 connect, 则系统会自动分配一个可用的 ip 和端口来匿名绑定。
如果使用 setsockopt 设置 SO_BINDTODEVICE，则是为 Socket 绑定到一个特定的网络设备（如 eth0, wlan0 等），绕过路由表通常是用这种设置，直接指定数据包通过哪个网络设备进出。
如果使用 bind 来绑定 en0 的 ip, 然后进行 connect 一个服务器地址，但这个服务器地址经过路由表查询是从 wlan0 口出去，则进行 connect 时候可能会出错。而使用 SO_BINDTODEVICE 则强制绑定使用哪个网口。
listen(sockfd, 5)
listen 用于监听，一般用于 bind 之后，和 accept 之前。 上面例子允许最多有 5 个连接在队列中等待。
accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &cli_len)
accept 会阻塞程序，等待客户端请求的到来。当客户端请求到来后，会将客户端的地址信息保存在 cliaddr 中，并且 accept 返回一个新的 socket file descriptor，这个 newfd 用来处理当前请求。
通常 bind+listen+accept 用于服务端监听套接字；而 listen+accept 用于通信套接字。
通常情况下，服务端使用一个“监听套接字”来等待连接请求，然后为每一个接入的客户端创建一个新的“通信套接字”。
“监听套接字”主要用于 bind()、listen() 和 accept()。
“通信套接字”主要用于与特定客户端的数据传输，如使用 send() 和 recv()。
因此，bind+listen+accept 是用于初始化和管理服务端的“监听套接字”的，而新创建出来的套接字（通过 accept() 返回）则是“通信套接字”，用于与特定客户端进行数据交换。
当新的请求到来后使用 while(read(newfd, recvline, MAXLINE-1)>0) 来读取请求发送来的数据，如果发送完毕，则读取结束后连接关闭(0)，跳出循环。或者遇到错误返回 -1 也会跳出循环。
例子
服务端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXLINE 1024
int main() {
int server_sock, client_sock;
struct sockaddr_in server_address, client_address;
socklen_t client_len;
char recvline[MAXLINE];
// 创建socket
server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 设置server_address
server_address.sin_family = AF_INET;
server_address.sin_port = htons(8080);
server_address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// bind
bind(server_sock, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address));
// listen
listen(server_sock, 3);
printf("Listening on port 8080...\n");
// accept
client_len = sizeof(client_address);
client_sock = accept(server_sock, (struct sockaddr*)&client_address, &client_len);
// recv & send
while (read(client_sock, recvline, MAXLINE-1) > 0) {
printf("Received: %s\n", recvline);
send(client_sock, recvline, strlen(recvline), 0);
}
close(client_sock);
close(server_sock);
return 0;
}客户端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#define MAXLINE 1024
int main() {
int client_sock;
struct sockaddr_in server_address;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];
// 创建socket
client_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 设置server_address
server_address.sin_family = AF_INET;
server_address.sin_port = htons(8080);
server_address.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
// connect
connect(client_sock, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address));
while (1) {
printf("Enter message: ");
fgets(sendline, MAXLINE, stdin);
// send
send(client_sock, sendline, strlen(sendline), 0);
// recv
if (read(client_sock, recvline, MAXLINE-1) > 0) {
printf("Received from server: %s\n", recvline);
}
}
close(client_sock);
return 0;
}理解 ClashX Pro 开启增强模式后的行为
首先在命令行执行 netstat -rn 查看完整的路由表:
~ netstat -rn
Routing tables
Internet:
Destination Gateway Flags Netif Expire
default 192.168.31.1 UGScg en1
default link#28 UCSIg utun3
1 198.18.0.1 UGSc utun10
2/7 198.18.0.1 UGSc utun10
4/6 198.18.0.1 UGSc utun10
8/5 198.18.0.1 UGSc utun10
16/4 198.18.0.1 UGSc utun10
32/3 198.18.0.1 UGSc utun10
64/2 198.18.0.1 UGSc utun10
100.64/10 link#28 UCS utun3
100.100.100.100/32 link#28 UCS utun3
100.124.11.45 100.124.11.45 UH utun3
127 127.0.0.1 UCS lo0
127.0.0.0 127.0.0.1 UHW3I lo0 1
127.0.0.1 127.0.0.1 UH lo0
128.0/1 198.18.0.1 UGSc utun10
169.254 link#13 UCS en1 !
169.254 link#20 UCSI en7 !
169.254.89.170 de:53:92:5b:4e:c0 UHLSW en7 1198
169.254.92.128 de:53:92:59:db:6a UHLSW lo0
169.254.92.128/32 link#20 UCS en7 !
192.168.31 link#13 UCS en1 !
192.168.31.1/32 link#13 UCS en1 !
192.168.31.1 88:c3:97:c8:2:b6 UHLWIir en1 1191
192.168.31.24 4:cf:8c:29:a4:97 UHLWI en1 1188
192.168.31.50 76:29:4:e0:c8:ea UHLWI en1 1193
192.168.31.59 c:7a:15:c1:ad:cc UHLWI en1 !
192.168.31.73 6:6e:f7:98:f3:4b UHLWI en1 1198
192.168.31.80 84:c5:a6:9e:4:3 UHLWIi en1 677
192.168.31.129 86:11:14:df:18:ce UHLWI en1 !
192.168.31.144 56:f9:cf:1e:97:7d UHLWI en1 548
192.168.31.166/32 link#13 UCS en1 !
192.168.31.199 60:dd:8e:69:5c:d0 UHLWI en1 !
192.168.31.200 4c:1d:96:b7:7f:37 UHLWI en1 391
192.168.31.222 f8:d0:27:54:e4:84 UHLWI en1 1198
192.168.31.255 ff:ff:ff:ff:ff:ff UHLWbI en1 !
198.18.0.1 198.18.0.1 UH utun10
224.0.0/4 link#13 UmCS en1 !
224.0.0/4 link#20 UmCSI en7 !
224.0.0/4 link#28 UmCSI utun3
224.0.0.251 1:0:5e:0:0:fb UHmLWI en1
224.0.0.251 1:0:5e:0:0:fb UHmLWI en7
239.255.255.250 1:0:5e:7f:ff:fa UHmLWI en1
255.255.255.255/32 link#13 UCS en1 !
255.255.255.255/32 link#20 UCSI en7 !
255.255.255.255/32 link#28 UCSI utun3其中 2/7 表示 2.0.0.0/7，地址范围: 2.0.0.0 到 2.255.255.255。
4/6 地址范围: 4.0.0.0 到 7.255.255.255。
8/5 地址范围: 8.0.0.0 到 15.255.255.255。
16/4 地址范围: 16.0.0.0 到 31.255.255.255
32/3 地址范围: 32.0.0.0 到 63.255.255.255。
64/2 地址范围: 64.0.0.0 到 127.255.255.255。
128.0/1 地址范围: 128.0.0.0 到 255.255.255.255。
可以通过路由表可以知道 ip 地址是走哪一个接口跳转哪个网关出去的。
执行 ifconfig 可以看到:
utun10: flags=8051<UP,POINTOPOINT,RUNNING,MULTICAST> mtu 9000
inet 198.18.0.1 --> 198.18.0.1 netmask 0xffff0000这个 utun10 就是 ClashX Pro 开启增强模式后添加的虚拟网络接口。
在查看下 DNS 配置:
~ scutil --dns
DNS configuration (for scoped queries)
resolver #1
nameserver[0] : 198.18.0.2
if_index : 13 (en1)
flags : Scoped, Request A records
reach : 0x00000002 (Reachable)所以当某个客户端发起请求时候，如果是一个域名，那么需要向 198.18.0.2:53 这个 DNS 服务器请求解析获取 ip 地址，经由 en1 这个网口发出（相当于系统 Wi-Fi 里查看 DNS，是针对某一个 Wi-Fi，也就是网口），clash 程序监听着 0.0.0.0:53 本机所有的网口上的 53 端口，这样请求会被 clash 处理。由于增强模式下，clash 是 fake-ip 模式，所以 clash 会立即返回一个 198.18.x.x 的地址(可以通过 ping google.com 或者 ping youtube.com 测试)。
这样获取到一个 198.18.x.x 的 ip 地址后，则会向这个地址发起请求，根据路由表则又到达 clash，clash 收到请求后则会处理这个请求，首先拿到它对应的域名是多少，然后再根据规则决定是否真正解析 DNS。
下面这个程序模拟了 clash 开启虚拟网卡以及后续发送请求的过程。
// 创建两个套接字
int utun_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
int eth0_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 绑定 utun_sock 到 utun 的 IP 地址
struct sockaddr_in utun_addr;
// 初始化 utun_addr
bind(utun_sock, (struct sockaddr *)&utun_addr, sizeof(utun_addr));
// 绑定 eth0_sock 到 eth0 接口
setsockopt(eth0_sock, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, "eth0", strlen("eth0"));
// 读取数据并转发
char buffer[2048];
while (1) {
// 从 utun_sock 读取数据
int n = read(utun_sock, buffer, sizeof(buffer));
if (n <= 0) {
// 错误处理
break;
}
// 将数据写入 eth0_sock
int m = write(eth0_sock, buffer, n);
if (m <= 0) {
// 错误处理
break;
}
}再补充一下，在 clash 设置中，如果开启了增强模式，则会强制监听 0.0.0.0:53，即使不写 listen: 0.0.0.0:53 或者改成其他的，都不起作用，使用 dig 命令可以进行测试：
dig @192.168.11.109 -p 53 baidu.com
dig @127.0.0.1 -p 53 google.com
dig @198.18.0.1 -p 53 youtube.com
dig @198.18.0.2 -p 53 fb.com
dig @198.18.0.3 -p 53 twitter.com
dig @198.18.0.4 -p 53 facebook.com
dig @198.18.0.5 -p 53 telegram.com可以看结果，前四条（都是本地的网口）地址，返回的 dns 解析结果都是 198.18.x.x，这肯定是 fakeip 的结果。
而下面三条则是其余的 ip，可能是 198.18.0.3/4/5 没有找到正确的解析，则使用了其余的 nameserver。
listen: 0.0.0.0:5431 不开启增强模式执行:
dig @192.168.11.109 -p 5431 twitter.com
dig @127.0.0.1 -p 5431 google.com
dig @198.18.0.1 -p 53 youtube.com则前两条能收到 fakeip 的结果，最后一条没有结果。
如果删掉 listen: 这条规则，则经过测试是没有 dns 服务器的。
总结：
listen: 0.0.0.0:53 这条在 dns 下面的规则会让 clash 启动一个监听所有网口 53 端口的服务，但是如果开启了 ClashX Pro 的增强模式，这条写不写无所谓，甚至改成其他的端口都不生效，也就是开了增强这条就会失效。如果本机有向任意网口发送 dns 解析请求，则会进行 fakeip 的解析并返回。但如果系统中的 Wi-Fi dns 设置是路由器或者 8.8.8.8 则不会走它。因为目标地址并不是本机的网口。
为什么是 198.18.0.2
为什么是 198.18.0.2 作为 dns，这个贴子有相关的讨论。
总结下：
- 不使用
198.18.0.1是出于兼容考虑，如果本机再有 dns 服务器监听了 0.0.0.0 则会冲突 198.18.0.2可以通过netstat -rna查看其 Gateway 是198.18.0.1，clash meta源码中已经可以看到流经 TUN 网口的网络会先判断请求目标地址和端口，如果是 dns 请求，则返回 fakeip- 所以虽然
198.18.0.2不是一个网口的地址，但最终都会被 tun 截获 route -n get 198.18.0.2可以看到它有两个标示HOST和WASCLONED代表着这是一个动态生成的一条路由，缓存用途
