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原理

为处理移动端网络断连问题，实现应用无关。我们考虑采用client<->proxy<->Internet的三层架构。从client->proxy这一环节，ProxyDroid已经能够实现。

因此接下来主要需要完成的工作是

1. proxy的开发
2. proxy与Internet互相之间的信息转发，以及剩余的从proxy->client端信息传输。

在ProxyDroid端我们采用了Socks5协议。它的优势是：无需proxy从报文内容中解析目的IP以及端口号，而是可以从正式数据传输前的握手信息获取。

Socks5代理工作模式

1. client连接Socks5 proxy服务器端口
2. client端发送命令{5,1,0}
3. proxy返回应答{5,0}，表示可以进行代理
4. client发送：{5,1,0,1}+目的地址（4字节的16进制表示）+目的端口（2字节的16进制表示）
5. proxy提取出IP地址、端口号与外网建立socket
6. proxy向client返回应答：{5,0,0,1}+外网套接字绑定的IP地址（4字节的16进制表示）+外网套接字绑定的端口号（2字节的16进制表示）
7. proxy不断检测client套接字，读出数据发送给外网
8. proxy不断检测外网套接字，读出数据发送给client

代码

基本思想如下：

1. 主活动类中会设置一个ServerSocket用于接收proxydroid发送过来的socks5报文从而建立socket，然后将该socket传递给服务器线程；
2. 服务器线程与client端通信，建立从client与外网之间的交互链路。其中服务器线程自己作为中间媒介。

主活动

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private String TAG = "SocketServer";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(34500); //这里随机选择了一个端口，需与proxydroid中设置的端口一致
                    Log.d(TAG, "Port=" + serverSocket.getLocalPort());
                    while (true) {
                        Socket socket = serverSocket.accept();//若获取不到会一直阻塞
                        new Thread(new ServerThread(socket)).start();//触发服务器线程
                    }
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();

    }
}

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服务器线程

IT知识分享网public class ServerThread implements Runnable {

    private Socket socket;
    private String TAG = this.getClass().getName();
    private int BUFF_SIZE = 1024 * 100;

    public ServerThread(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            InputStream innerInputStream = socket.getInputStream();
            OutputStream innerOutputStream = socket.getOutputStream();
            byte[] buff = new byte[BUFF_SIZE];
            int rc;
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream;

            /**
             * client会向proxy发送510，所以这里执行的结果是buff={5,1,0}
             * Caution: 这里不能跟下面的innerInputStream.read(buff, 0, 10);合并成innerInputStream.read(buff, 0, 13);
             *          我试过，大部分情况没影响，但是偶尔会出现重大bug（读不出外网ip），至于原因暂不详
             *          看来这种input和output类型的操作还是稳重一点，不要太心急
             */
            innerInputStream.read(buff, 0, 3);

            /**
             *  proxy向client发送应答{5,0}
             */
            byte[] firstAckMessage = new byte[]{5, 0};
            byte[] secondAckMessage = new byte[10];
            innerOutputStream.write(firstAckMessage);
            innerOutputStream.flush();

            /**
             *     client发送命令5101+目的地址（4Bytes）+目的端口（2Bytes)
             *     即{5,1,0,1,IPx1,IPx2,IPx3,IPx4,PORTx1,PORTx2} 一共10位
             *     例如发送给52.88.216.252服务器的80端口，那么这里buff就是{5,1,0,1,52,88,-40,-4,0,80}（这里每位都是byte，所以在-128~127之间，可以自己换算成0~255）
             */
            innerInputStream.read(buff, 0, 10);

            String IP = byte2int(buff[4]) + "." + byte2int(buff[5]) + "." + byte2int(buff[6]) + "." + byte2int(buff[7]);
            int port = byte2int(buff[8]) * 256 + byte2int(buff[9]);

            Log.e("ServerThread", "Connected to " + IP + ":" + port);
            Socket outerSocket = new Socket(IP, port);
            InputStream outerInputStream = outerSocket.getInputStream();
            OutputStream outerOutputStream = outerSocket.getOutputStream();

            /**
             * proxy 向 client 返回应答5+0+0+1+因特网套接字绑定的IP地址（4字节的16进制表示）+因特网套接字绑定的端口号（2字节的16进制表示）
             */
            byte ip1[] = new byte[4];
            int port1 = 0;
            ip1 = outerSocket.getLocalAddress().getAddress();
            port1 = outerSocket.getLocalPort();

            secondAckMessage[0] = 5;
            secondAckMessage[1] = 0;
            secondAckMessage[2] = 0;
            secondAckMessage[3] = 1;
            secondAckMessage[4] = ip1[0];
            secondAckMessage[5] = ip1[1];
            secondAckMessage[6] = ip1[2];
            secondAckMessage[7] = ip1[3];
            secondAckMessage[8] = (byte) (port1 >> 8);
            secondAckMessage[9] = (byte) (port1 & 0xff);
            innerOutputStream.write(secondAckMessage, 0, 10);
            innerOutputStream.flush();

            /**
             * 应答线程：从外网不断读数据发到client
             */
            SocksResponseThread responseThread = new SocksResponseThread(outerInputStream, innerOutputStream);
            responseThread.start();

            /**
             * 本线程：从client不断读数据发到外网
             */
            byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            while ((rc = innerInputStream.read(buff, 0, BUFF_SIZE)) > 0) {
                outerOutputStream.write(buff, 0, rc);
                byteArrayOutputStream.write(buff, 0, rc);
                outerOutputStream.flush();
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (socket != null) socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    public int byte2int(byte b) {
        return b & 0xff;
    }

}

应答线程

public class SocksResponseThread extends Thread {

    private InputStream in;
    private OutputStream out;
    private int BUFF_SIZE = 1024 * 100;

    public SocksResponseThread(InputStream in, OutputStream out) {
        this.in = in;
        this.out = out;
    }

    @Override
    public void run() {
        int readbytes = 0;
        byte buf[] = new byte[BUFF_SIZE];
        while (true) {
            try {
                if (readbytes == -1) break;
                readbytes = in.read(buf, 0, BUFF_SIZE);
                if (readbytes > 0) {
                    out.write(buf, 0, readbytes);
                }
                out.flush();
            } catch (Exception e) {
                break;
            }
        }
    }
}