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Monday, 23 October 2017

Udp2raw

udp2raw tunnel，通过raw socket给UDP包加上TCP或ICMP header，进而绕过UDP屏蔽或QoS，或在UDP不稳定的环境下提升稳定性。可以有效防止在使用kcptun或者finalspeed的情况下udp端口被运营商限速。
支持心跳保活、自动重连，重连后会恢复上次连接，在底层掉线的情况下可以保持上层不掉线。同时有加密、防重放攻击、信道复用的功能。
欢迎任何形式的转载
English
udp2raw+kcptun step_by_step教程
udp2raw+finalspeed step_by_step教程
如果你需要加速跨国网游、网页浏览，解决方案在另一个repo：
https://github.com/wangyu-/UDPspeeder

支持的平台

Linux主机，有root权限。可以是PC、android手机/平板、openwrt路由器、树莓派。主机上最好安装了iptables命令(apt/yum很容易安装)。
在windows和mac上预装了udp2raw的虚拟机镜像已发布，可以用Vmware或VirtualBox加载，容量4.4mb，已经配置好了自动获取网卡ip，开机即用，稳定，性能很好。 （udp2raw跑在虚拟机里，其他应用照常跑在windows上）（确保虚拟机网卡工作在桥接模式）（Vmware player 75mb,VirtualBox 118mb,很容易安装）。

功能特性

把udp流量伪装成tcp /icmp

用raw socket给udp包加上tcp/icmp包头，可以突破udp流量限制或Udp QOS。或者在udp nat有问题的环境下，提升稳定性。  另外也支持用raw 发udp包，这样流量不会被伪装，只会被加密。

模拟TCP3次握手

模拟TCP3次握手，模拟seq ack过程。另外还模拟了一些tcp option：MSS,sackOk,TS,TS_ack,wscale，用来使流量看起来更像是由普通的linux tcp协议栈发送的。

心跳保活、自动重连，连接快速恢复，单向链路失效检测

心跳保活、自动重连，udp2raw重连可以恢复上次的连接，重连后上层连接继续有效，底层掉线上层不掉线。有效解决上层连接断开的问题。 （功能借鉴自kcptun-raw）（就算你拔掉网线重插，或者重新拨号获得新ip，上层应用也不会断线）
Client能用单倍的超时时间检测到单向链路的失效，不管是上行还是下行，只要有一个方向失效就能被client检测到。重连只需要client发起，就可以立即被server处理，不需要等到server端的连接超时后。
对于有大量client的情况，对于不同client,server发送的心跳是错开时间发送的，不会因为短时间发送大量的心跳而造成拥塞和延迟抖动。

加密 防重放攻击

用aes128cbc加密，md5/crc32做数据完整校验。用类似ipsec/openvpn的 replay window机制来防止重放攻击。
设计目标是，即使攻击者可以监听到tunnel的所有包，可以选择性丢弃tunnel的任意包，可以重放任意包；攻击者也没办法获得tunnel承载的任何数据，也没办法向tunnel的数据流中通过包构造/包重放插入任何数据。

其他特性

信道复用，client的udp端支持多个连接。
server支持多个client，也能正确处理多个连接的重连和连接恢复。
NAT 穿透 ，tcp icmp udp模式都支持nat穿透。
支持Openvz，配合finalspeed使用，可以在openvz上用tcp模式的finalspeed
支持Openwrt，没有编译依赖，容易编译到任何平台上。release中提供了ar71xx版本的binary
epoll纯异步，高并发，除了回收过期连接外，所有操作的时间复杂度都跟连接数无关。回收过期连接的操做也是柔和进行的，不会因为消耗太多cpu时间造成延迟抖动。

关键词

突破udp qos,突破udp屏蔽，openvpn tcp over tcp problem,openvpn over icmp,udp to icmp tunnel,udp to tcp tunnel,udp via icmp,udp via tcp

简明操作说明

安装

下载编译好的二进制文件，解压到任意目录。
https://github.com/wangyu-/udp2raw-tunnel/releases

运行

假设你有一个server，ip为44.55.66.77，有一个服务监听在udp 7777端口。 假设你本地的主机到44.55.66.77的UDP流量被屏蔽了，或者被qos了
在server端运行:
./udp2raw_amd64 -s -l0.0.0.0:4096 -r 127.0.0.1:7777  -a -k "passwd" --raw-mode faketcp

在client端运行:
./udp2raw_amd64 -c -l0.0.0.0:3333  -r44.55.66.77:4096 -a -k "passwd" --raw-mode faketcp
Server端输出:

Client端输出:

现在client和server之间建立起了，tunnel。想要在本地连接44.55.66.77:7777，只需要连接 127.0.0.1:3333。来回的所有的udp流量会被经过tunneling发送。在外界看起来是tcp流量，不会有udp流量暴露到公网。

MTU设置(重要)

不论你用udp2raw来加速kcptun还是vpn（基于udp流量的vpn, 比如wireguard vpn),为了稳定使用,都需要设置合理的MTU（在kcptun/vpn的配置文件里设置，而不是在udp2raw里），建议把MTU设置成1200。client和server端都要设置。(设置为同一个值）

提醒

如果要在anroid上运行，请看Android简明教程
如果要在梅林固件的路由器上使用，添加--lower-level auto --keep-rule
如果client和server无法连接，或者连接经常断开，请看一下--seq-mode的用法，尝试不同的seq-mode。
udp2raw可以用非root账号运行，这样更安全。具体方法见：#26

进阶操作说明

命令选项

udp2raw-tunnel
git version:adbe7d110f    build date:Sep  6 2017 05:37:45
repository: https://github.com/wangyu-/udp2raw-tunnel

usage:
    run as client : ./this_program -c -l local_listen_ip:local_port -r server_ip:server_port  [options]
    run as server : ./this_program -s -l server_listen_ip:server_port -r remote_ip:remote_port  [options]

common options,these options must be same on both side:
    --raw-mode            <string>        avaliable values:faketcp(default),udp,icmp
    -k,--key              <string>        password to gen symetric key,default:"secret key"
    --cipher-mode         <string>        avaliable values:aes128cbc(default),xor,none
    --auth-mode           <string>        avaliable values:md5(default),crc32,simple,none
    -a,--auto-rule                        auto add (and delete) iptables rule
    -g,--gen-rule                         generate iptables rule then exit,so that you can copy and
                                          add it manually.overrides -a
    --disable-anti-replay                 disable anti-replay,not suggested
client options:
    --source-ip           <ip>            force source-ip for raw socket
    --source-port         <port>          force source-port for raw socket,tcp/udp only
                                          this option disables port changing while re-connecting
other options:
    --conf-file           <string>        read options from a configuration file instead of command line.
                                          check example.conf in repo for format
    --log-level           <number>        0:never    1:fatal   2:error   3:warn 
                                          4:info (default)     5:debug   6:trace
    --log-position                        enable file name,function name,line number in log
    --disable-color                       disable log color
    --disable-bpf                         disable the kernel space filter,most time its not necessary
                                          unless you suspect there is a bug
    --sock-buf            <number>        buf size for socket,>=10 and <=10240,unit:kbyte,default:1024
    --force-sock-buf                      bypass system limitation while setting sock-buf
    --seq-mode            <number>        seq increase mode for faketcp:
                                          0:static header,do not increase seq and ack_seq
                                          1:increase seq for every packet,simply ack last seq
                                          2:increase seq randomly, about every 3 packets,simply ack last seq
                                          3:simulate an almost real seq/ack procedure(default)
                                          4:similiar to 3,but do not consider TCP Option Window_Scale,
                                          maybe useful when firewall doesnt support TCP Option 
    --lower-level         <string>        send packets at OSI level 2, format:'if_name#dest_mac_adress'
                                          ie:'eth0#00:23:45:67:89:b9'.or try '--lower-level auto' to obtain
                                          the parameter automatically,specify it manually if 'auto' failed
    --gen-add                             generate iptables rule and add it permanently,then exit.overrides -g
    --keep-rule                           monitor iptables and auto re-add if necessary.implys -a
    --clear                               clear any iptables rules added by this program.overrides everything
    -h,--help                             print this help message

iptables 规则,-a和-g

用raw收发tcp包本质上绕过了linux内核的tcp协议栈。linux碰到raw socket发来的包会不认识，如果一直收到不认识的包，会回复大量RST，造成不稳定或性能问题。所以强烈建议添加iptables规则屏蔽Linux内核的对指定端口的处理。用-a选项，udp2raw会在启动的时候自动帮你加上Iptables规则，退出的时候再自动删掉。如果长期使用，可以用-g选项来生成相应的Iptables规则再自己手动添加，这样规则不会在udp2raw退出时被删掉，可以避免停掉udp2raw后内核向对端回复RST。
用raw收发udp包也类似，只是内核回复的是icmp unreachable。而用raw 收发icmp，内核会自动回复icmp echo。都需要相应的iptables规则。

--cipher-mode 和 --auth-mode

如果要最大的安全性建议用aes128cbc+md5。如果要运行再路由器上，建议xor+simple。但是注意xor+simple只能骗过防火墙的包检测，不能防止真正的攻击者。

--seq-mode

facktcp模式并没有模拟tcp的全部。所以理论上有办法把faketcp和真正的tcp流量区分开来（虽然大部分ISP不太可能做这种程度的包检测）。seq-mode可以改变一些seq ack的行为。如果遇到了连接问题，可以尝试更改。在我这边的移动线路用3种模式都没问题。

--keep-rule

定期主动检查iptables，如果udp2raw添加的iptables规则丢了，就重新添加。在一些iptables可能会被其他程序清空的情况下(比如梅林固件和openwrt的路由器)格外有用。

--lower-level

大部分udp2raw不能连通的情况都是设置了不兼容的iptables造成的。--lower-level选项允许绕过本地iptables。在一些iptables不好改动的情况下尤其有效（比如你用的是梅林固件，iptables全是固件自己生成的）。
格式
if_name#dest_mac_adress,例如 eth0#00:23:45:67:89:b9 。eth0换成你的出口网卡名。00:23:45:67:89:b9换成网关的mac地址（如果client和server在同一个局域网内，可能不需要网关，这时候直接用对方主机的mac地址，这个属于罕见的应用场景，可以忽略）。
可以用--lower-level auto自动获取参数，如果获取参数失败，再手动填写。
client端获得--lower-level参数的办法
在client 端，运行traceroute <server_ip>，记下第一跳的地址，这个就是网关ip。再运行arp -s <网关ip>，可以同时查到出口网卡名和mac。

如果traceroute第一跳结果是* * *，说明网关屏蔽了对traceroute的应答。需要用ip route或route查询网关：

server端获得--lower-level参数的办法
如果client有公网ip，就traceroute <client_ip>。下一步和client端的方法一样。
如果client没有公网ip，就traceroute google.com 或traceroute baidu.com。下一步和client端的方法一样。
server端也可以用--lower-level auto 来尝试自动获得参数，如果无法连接再手动填写。
注意
如果用了--lower-level选项。server虽然还可以bind在0.0.0.0，但是因为你显式指定了网络接口，就只能工作在这一个网络接口了。
如果arps -s命令查询不到，首先再试几次。如果还是查询不到，那么可能是因为你用的是pppoe方式的拨号宽带，查询不到是正常的。这种情况下if_name填pppoe产生的虚拟interface，通常名字叫pppXXXX，从ifconfig命令的输出里找一下；des_mac_adress填00:00:00:00:00:00,例如ppp0#00:00:00:00:00:00

--conf-file

为了避免将密码等私密信息暴露给ps命令，你也可以使用 配置文件 来存储参数。
比如，将以上服务端参数改写成配置文件
server.conf:
-s
# 你可以像这样添加注释
# 注意，只有整行注释才能在配置文件里使用
# 注释必须独占一行
-l 0.0.0.0:4096
-r 127.0.0.1:7777
-a
-k passwd
--raw-mode faketcp
注意，当写入配置文件的时候，密码等参数两边的引号必须去除。
然后就可以使用下面的方式启动服务端
./udp2raw_amd64 --conf-file server.conf

性能测试

iperf3 的UDP模式有BUG，所以，这里用iperf3的tcp模式，配合Openvpn，测试udp2raw的性能。（iperf3 udp issue ,https://github.com/esnet/iperf/issues/296 ）
openvpn关掉了自带的加密。

iperf3 命令:

iperf3 -c 10.222.2.1 -P40 
iperf3 -c 10.222.2.1 -P40 -R

client主机

vultr 2.5美元每月套餐(single core 2.4ghz cpu,512m ram,日本东京机房),

server主机

bandwagonhost 3.99美元每年套餐(single core 2.0ghz cpu,128m ram,美国洛杉矶机房)

测试1

raw_mode: faketcp cipher_mode: xor  auth_mode: simple
image4
（反向的速度几乎一样，所以只发正向测试的图)
测试中cpu被打满。其中有30%的cpu是被openvpn占的。 如果不用Openvpn中转，实际达到100+Mb/S 应该没问题。

测试2

raw_mode: faketcp cipher_mode: aes128cbc  auth_mode: md5
image5
（反向的速度几乎一样，所以只发正向测试的图)
测试中cpu被打满。绝大多数cpu都是被udp2raw占用的（主要消耗在aes加密）。即使不用Openvpn，速度也不会快很多了。

应用

中转 kcptun

udp2raw+kcptun step_by_step教程

中转 finalspeed

udp2raw+finalspeed step_by_step教程

如何自己编译

编译教程

相关repo

kcptun-raw

udp2raw was inspired by kcptun-raw,which modified kcptun to support tcp mode.
https://github.com/Chion82/kcptun-raw

relayRawSocket

kcptun-raw was inspired by relayRawSocket. A simple udp to raw tunnel,wrote in python
https://github.com/linhua55/some_kcptun_tools/tree/master/relayRawSocket

kcpraw

another project of kcptun with tcp mode
https://github.com/ccsexyz/kcpraw

icmptunnel

Transparently tunnel your IP traffic through ICMP echo and reply packets.
https://github.com/DhavalKapil/icmptunnel

from https://github.com/wangyu-/udp2raw-tunnel/blob/master/doc/README.zh-cn.md
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Udp2raw-tunnel 一键安装脚本

Udp2raw-tunnel 可以将 udp 流量伪装成 tcp /icmp，绕过 UDP 屏蔽或 QoS 限制。Udp2raw-tunnel 完全开源。

安装或者卸载

要求：Ubuntu/Debian，CentOS 系统的小鸡鸡
使用 root 用户输入下面命令安装或卸载：
wget https://raw.githubusercontent.com/233abc/udp2raw/master/udp2raw.sh && bash udp2raw.sh

反馈问题

脚本问题反馈： https://github.com/233abc/udp2raw/issues
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相关帖子：
http://briteming.blogspot.com/2017/10/udp2raw-tunnel.html
http://briteming.blogspot.de/2017/10/udpspeeder.html
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