Part 01.   Socks5協定概念 

Socks5是一個代理協議，它在使用TCP/IP協議通訊的前端機器和伺服器之間扮演一個中間角色，使得內部網中的前端機器能夠訪問Internet網中的伺服器。相較於早期的SOCKS協定版本，SOCKS5具有以下主要功能與特性：

(1)支援IPv4和IPv6：SOCKS5協定可以同時支援IPv4和IPv6位址，適應不同網路環境的需求。

(2)使用者驗證： SOCKS5支援多種使用者驗證方式，如使用者名稱/密碼認證、GSS-API認證等，增加了連線的安全性。

(3)資料加密：SOCKS5協定可以透過TLS/SSL等加密協定對資料進行加密，保護資料的安全性。

(4)UDP轉發：相較於SOCKS4協議，SOCKS5協定支援UDP轉發，可在代理連線中傳輸UDP資料。

常用的socks5代理軟體有以下幾種。

• Shadowsocks ：一種開源的代理軟體，提供加密和隧道技術，以保護資料傳輸的安全性
  
• Proxifier ：一種流行的代理軟體，可以將網路應用程式透過SOCKS5代理連接到目標伺服器
  
• Dante ：高效能的SOCKS5代理伺服器，支援多種認證方式和靈活的設定選項
  
• PuTTY ：一個SSH和Telnet客戶端，也可以用作SOCKS5代理軟體，透過SSH隧道提供安全的代理連接
  
• OpenSSH ：一個用於遠端登入和檔案傳輸的開源軟體，也可以設定為SOCKS5代理伺服器
  
• Tor ：匿名網路工具，可以透過SOCKS5代理連接到Tor網絡，保護使用者的隱私和匿名性。

Part 02. Sock5協定互動過程 

socks協定互動過程如下，互動細節見圖1，資料包格式見圖2。

(1) PC 發起存取伺服器的連線請求。

(2) 連線請求被socks5 用戶端攔截，隨後socks5 用戶端主動跟socks5 代理伺服器建立TCP 連線。

(3) socks5 用戶端主動與socks5 代理伺服器進行認證。

(4) 認證通過後，socks5 代理伺服器主動與伺服器建立連線。若PC發起的是TCP請求則建立TCP 請求連接，否則建立UDP 請求連接。

(5) 請求建立連線後socks5 代理伺服器與伺服器之間進行資料互動。

(6) socks5 代理伺服器把資料透過socket 轉送給socks5 用戶端。

(7) socks5 用戶端把資料轉發給PC。

圖1 socks5協定交互流程

圖2 socks5 協定資料包格式

Part 03. Sock5應用場景 

SOCKS5協定在多種應用場景中發揮重要作用，以下是一些常見的應用場景：

圖3 Socks5 常規部署拓撲

• 繞過網路封鎖：在某些地區或組織中，可能存在網路封鎖，限制使用者存取特定的網站或服務。透過使用SOCKS5代理，使用者可以繞過這些封鎖，存取被限制的內容。
  
• 加速網路連線：有時，使用者可能會遇到網路連線速度較慢或延遲較高的問題。透過使用SOCKS5代理，可以選擇更快的代理伺服器，從而提高網路連線速度和回應時間。
  
• 繞過地理限制：某些網站或服務可能根據使用者所在的地理位置進行限制，透過使用SOCKS5代理，使用者可以偽裝自己的IP位址，繞過地理限制，存取被限制的內容。
  
• 企業內部網路：在企業內部網路中，使用SOCKS5代理程式可以實現對內部資源的存取控制和管理，提高網路安全性和管理效率。

Part 04.  Sock5協定在家寬的應用 

在家寬網路環境中，為解決到網路連線速度較慢或延遲較高的問題，提供差異化的高品質的網路體驗，中國行動提供智慧網路智慧加速服務，透過socks5 tunnel把用戶流量導入加速網絡，降低遊戲訪問的時延，解決卡頓丟包等問題。此場景中socks5 client和socks5 server進行了改造，client端直接發起socks5請求，server端接收請求並代理請求。

圖4 Socks5在家寬場景中拓撲

Part 05. 總結  

SOCKS5協定是一種應用層協議，用於在客戶端和代理伺服器之間建立代理連線。它支援TCP和UDP傳輸協議，並能夠代理各種應用層協定的連接。SOCKS5協定透過代理伺服器中轉客戶端的請求，提供了繞過網路封鎖、提高網路安全性、加速網路連線和繞過地理限制等功能。透過加密協議，SOCKS5協議可以保護資料的安全性。總的來說，SOCKS5協定在網路代理和隧道技術方面具有廣泛的應用，為使用者提供了更安全、更自由的網路存取體驗。