Ubuntu下Shadowsocks安装及优化

前言

本教程旨在提供简明的Ubuntu 16.04下安装服务器端Shadowsocks。不同于Ubuntu 16.04之前的教程，本文抛弃initd，转而使用Ubuntu 16.04支持的Systemd管理Shadowsocks的启动与停止，显得更为便捷。优化部分包括BBR、TCP Fast Open以及吞吐量优化。

本教程仅适用于Ubuntu 16.04及之后的版本，基于Python 3，支持IPv6。

安装pip

本教程使用Python 3为载体，因Python 3对应的包管理器pip3并未预装，首先安装pip3：

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sudo apt install python3-pip

安装Shadowsocks

因Shadowsocks作者不再维护pip中的Shadowsocks（定格在了2.8.2），我们使用下面的命令来安装最新版的Shadowsocks：

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pip3 install https://github.com/shadowsocks/shadowsocks/archive/master.zip

安装完成后可以使用下面这个命令查看Shadowsocks版本：

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sudo ssserver --version

目前会显示“Shadowsocks 3.0.0”。

创建配置文件

创建Shadowsocks配置文件所在文件夹：

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sudo mkdir /etc/shadowsocks

然后创建配置文件：

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sudo nano /etc/shadowsocks/config.json

复制粘贴如下内容（注意修改密码“password”）：

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{
    "server":"::",
    "server_port":8388,
    "local_address": "127.0.0.1",
    "local_port":1080,
    "password":"mypassword",
    "timeout":300,
    "method":"chacha20-ietf-poly1305",
    "fast_open": false
}

添加配置信息多用户

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// 多用户
{
    "server":"::",
    "local_address":"127.0.0.1",
    "local_port":1080,
  "port_password":{
         "8888":"123456789",
         "9999":"123456789"
  },
    "timeout":300,
    "method":"aes-256-cfb",
    "fast_open":false
}

添加配置信息单用户

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// 单用户
{
    "server":"::",
    "server_port":8388,
    "local_address": "127.0.0.1",
    "local_port":1080,
    "password":"123456789",
    "timeout":300,
    "method":"aes-256-cfb",
    "fast_open": false
}

参数说明：

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server：Shadowsocks服务器地址 
server_port：Shadowsocks服务器端口 
local_address：   本地IP
local_port：本地端口 
password：Shadowsocks连接密码 
timeout：等待超时时间 
method：加密方式 
workers:          工作线程数 
fast_open：       true或false

测试Shadowsocks配置

首先记录下服务器的IP地址

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ifconfig

找到IPv4地址（和IPv6地址），如我的ifconfig输出为

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eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 46:91:89:4e:c1:52
          inet addr:138.68.51.55  Bcast:138.68.63.255  Mask:255.255.240.0
          inet6 addr: fe80::4491:89ff:fe4e:c152/64 Scope:Link
          inet6 addr: 2604:a880:2:d0::3727:7001/64 Scope:Global
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:102667 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:7869 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:151166937 (151.1 MB)  TX bytes:1151476 (1.1 MB)

所以我的IPv4地址是138.68.51.55，IPv6地址是2604:a880:2:d0::3727:7001。

然后来测试下Shadowsocks能不能正常工作了：

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ssserver -c /etc/shadowsocks/config.json

在Shadowsocks客户端添加服务器，如果你使用的是我提供的那个配置文件的话，地址填写你的IPv4地址或IPv6地址，端口号为8388，加密方法为chacha20-ietf-poly1305，密码为你设置的密码。然后设置客户端使用全局模式，浏览器登录Google试试应该能直接打开了。

配置Systemd管理Shadowsocks

新建Shadowsocks管理文件

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sudo nano /etc/systemd/system/shadowsocks-server.service

复制粘贴：

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[Unit]
Description=Shadowsocks Server
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/ssserver -c /etc/shadowsocks/config.json
Restart=on-abort

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Ctrl + O保存文件，Ctrl + X退出。

启动Shadowsocks：

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sudo systemctl start shadowsocks-server

设置开机启动Shadowsocks：

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sudo systemctl enable shadowsocks-server

至此，Shadowsock服务器端的基本配置已经全部完成了！

优化

这部分属于进阶操作，在你使用Shadowsocks时感觉到延迟较大，或吞吐量较低时，可以考虑对服务器端进行优化。

开启BBR

BBR系Google最新开发的TCP拥塞控制算法，目前有着较好的带宽提升效果，甚至不比老牌的锐速差。

升级Linux内核

BBR在Linux kernel 4.9引入。首先检查服务器kernel版本：

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uname -r

如果其显示版本在4.9.0之下，则需要升级Linux内核，否则请忽略下文。

开启BBR

运行lsmod | grep bbr，如果结果中没有tcp_bbr，则先运行：

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modprobe tcp_bbr
echo "tcp_bbr" >> /etc/modules-load.d/modules.conf

运行：

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echo "net.core.default_qdisc=fq" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr" >> /etc/sysctl.conf

运行：

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sysctl -p

保存生效。运行：

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sysctl net.ipv4.tcp_available_congestion_control
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

若均有bbr，则开启BBR成功。

优化吞吐量

新建配置文件：

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sudo nano /etc/sysctl.d/local.conf

复制粘贴：

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# max open files
fs.file-max = 51200
# max read buffer
net.core.rmem_max = 67108864
# max write buffer
net.core.wmem_max = 67108864
# default read buffer
net.core.rmem_default = 65536
# default write buffer
net.core.wmem_default = 65536
# max processor input queue
net.core.netdev_max_backlog = 4096
# max backlog
net.core.somaxconn = 4096

# resist SYN flood attacks
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
# reuse timewait sockets when safe
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# turn off fast timewait sockets recycling
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0
# short FIN timeout
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# short keepalive time
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
# outbound port range
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000
# max SYN backlog
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096
# max timewait sockets held by system simultaneously
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000
# turn on TCP Fast Open on both client and server side
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
# TCP receive buffer
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 67108864
# TCP write buffer
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 67108864
# turn on path MTU discovery
net.ipv4.tcp_mtu_probing = 1

net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

运行：

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sysctl --system

编辑之前的shadowsocks-server.service文件：

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sudo nano /etc/systemd/system/shadowsocks-server.service

在ExecStart前插入一行，内容为：

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ExecStartPre=/bin/sh -c 'ulimit -n 51200'

即修改后的shadowsocks-server.service内容为：

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[Unit]
Description=Shadowsocks Server
After=network.target

[Service]
ExecStartPre=/bin/sh -c 'ulimit -n 51200'
ExecStart=/usr/local/bin/ssserver -c /etc/shadowsocks/config.json
Restart=on-abort

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Ctrl + O保存文件，Ctrl + X退出。

重载shadowsocks-server.service：

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sudo systemctl daemon-reload

重启Shadowsocks：

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sudo systemctl restart shadowsocks-server

开启TCP Fast Open

TCP Fast Open可以降低Shadowsocks服务器和客户端的延迟。实际上在上一步已经开启了TCP Fast Open，现在只需要在Shadowsocks配置中启用TCP Fast Open。

编辑config.json：

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sudo nano /etc/shadowsocks/config.json

将fast_open的值由false修改为true。Ctrl + O保存文件，Ctrl + X退出。

重启Shadowsocks：

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sudo systemctl restart shadowsocks-server

注意：TCP Fast Open同时需要客户端的支持，即客户端Linux内核版本为3.7.1及以上；你可以在Shadowsocks客户端中启用TCP Fast Open。

至此，Shadowsock服务器端的优化已经全部完成了！

Ubuntu更新SS以支持新的加密方法

遇到的问题

每次用 SSH 的方式登入服务器的时候，都会提示如下信息：

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Welcome to Ubuntu *.*.* LTS (GNU/Linux *.*.*-*-generic x86_64)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com/

 ……

13 packages can be updated.
10 updates are security updates.

字面提示是有 13 个包可以升级，其中 10 个是安全更新。

事实上 Ubuntu 更新还是挺容易的，因为有 apt-get，不过更新完之后，还是会提示一些安全更新没做完，所以找了一下解决方案。

解决办法

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apt-get update
apt-get upgrade
apt-get dist-upgrade

命令说明：

  • apt-get update 从服务器更新可用的软件包列表。
  • apt-get upgrade 根据列表，更新已安装的软件包。这个命令不会删除在列表中已经没有的软件包，也不会安装有依赖需求但尚未安装的软件包。
  • apt-get dist-upgrade 根据列表，更新已安装的软件包。这个命令可能会为了解决软件包冲突而删除一些已安装的软件包，也可能会为了解决软件包依赖问题安装新的软件包。

所以使用上面三个命令完成更新之后，用 reboot 命令重启系统就行。需要注意的是，以上所有命令都需要在 root 权限下执行。

更新完成之后，去启动 SS，然后就报错了，从没见过的错误：

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load libsodium failed with path None

不清楚是更新的系统造成的，还是其他原因，反正 SS 不能用了。搜索了一下，发现用这个 lib 的话，SS 可以支持新的高效率一点的加密方式 chacha20 等等这些。

于是乎，装一下 libsodium 吧~

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apt-get install build-essential
wget https://download.libsodium.org/libsodium/releases/LATEST.tar.gz
tar xf LATEST.tar.gz && cd libsodium-*.*.*
./configure && make -j4 && make install

安装完毕之后，修改 SS 配置文件，把加密换成 chacha20-ietf-poly1305，启动 SS，没有任何报错，一切正常。

客户端也把加密方式修改成相应的，完成~~

不用自己编译的安装方式（未验证）

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add-apt-repository ppa:chris-lea/libsodium
echo "deb http://ppa.launchpad.net/chris-lea/libsodium/ubuntu trusty main" >> /etc/apt/sources.list
echo "deb-src http://ppa.launchpad.net/chris-lea/libsodium/ubuntu trusty main" >> /etc/apt/sources.list
apt-get update && apt-get install libsodium-dev

PAC模式和全局代理模式的区别

PAC模式

PAC模式也就是智能分流模式，根据规则去匹配你访问的网站，国外网站走代理，国内网站不走代理，非常智能，增加访问速度。

  • 优点：节省流量，国内网站依旧走本地网络，速度快，绝大部分国外网站都走代理，速度也快。
  • 缺点：少部分国外网站会不经过代理，不能起到加速效果，甚至无法访问（解决方案：自己编辑PAC规则列表，将不走代理的国外网址加入进去，或者直接选择全局模式）。

全局模式

全局模式就是国内、国外所有网站都走代理。

  • 优点：可访问全球所有网站。
  • 缺点：所有网站都走代理，访问国内网站速度变慢，且耗流量。