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OpenWrt Shadowsocks 安装&配置指南

Hongbo Lin on Jul 21, 20182018-07-21T00:00:00+08:00
Updated Dec 26, 20212021-12-26T20:31:14+08:00 18 min read

简介

这是一篇 OpenWrt（19.07.4 版本验证）下安装 Shadowsocks 的教程。文章先介绍了整体软件栈和通信原理，然后详细说明了各个软件的安装、配置过程，最终可搭建一个路由规则是国内 IP 直连、其余 IP 走透明代理的翻墙路由器（即 CHNRoutes 黑名单模式）。

要使用 GFWList 路由模式（即仅被 GFW 封锁的流量走代理），请参阅本站另外一篇文章：《OpenWrt Shadowsocks GFWlist 配置教程》。

提示：推荐使用 CHNRoutes 路由规则，效果稳定且能够避免部分 GFWList 遗漏的网站无法访问，对于外网访问也有一定的加速效果（Shadowsocks 服务端网络连接性能优良的前提下）。

软件逻辑架构

Shadowsocks for OpenWrt 是基于 shadowsocks-libev 移植的，包含 ss-local、ss-redir 和 ss-tunnel 三个组件。此外，一个完整的 Shadowsocks 透明代理解决方案还包括 ChinaDNS 和远程 Shadowsocks 服务器等配套服务，整体逻辑架构图如下

OpenWrt Shdowsocks 逻辑架构图

其中，ss-redir 负责将 OpenWrt 的 TCP/UDP 出口流量透明地转发至境外 shadowsocks 代理服务器；ss-local 是本地 SOCKS5 代理服务器，可额外地为浏览器等客户端应用提供 SOCKS5 代理服务；Dnsmaq 是 OpenWrt 的默认 DNS 转发服务，本方案中负责接收来自局域网的 DNS 请求后转发给 ChinaDNS 处理；ChinaDNS 是一个开源的防 DNS 污染解决方案，它通过 ss-tunnel 转发 DNS 请求到墙外服务器，从而获取无污染的解析结果。

Step 1 - 安装&配置 Shadowsocks

安装 Shadowsocks

先安装 shadowsocks-libev  UDP-Relay 功能的依赖包 iptables-mod-tproxy

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opkg update
opkg install iptables-mod-tproxy

由于 OpenWrt 内建的 wget 不支持 TLS，无法下载 HTTPS 网站上的软件包，因此还要安装好整版的 wget 和 CA 证书软件，前者负责下载链接，后者提供 HTTPS 连接所需的根证书：

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opkg install wget ca-certificates

最后，正式开始安装 shadowsocks-libev 以及 luci-app-shadowsocks。可使用离线下载预编译包和软件源两种安装方式，读者可根据本地环境不同选择。

  • 使用作者的软件源安装 Shadowsocks（推荐方法）

添加软件源公钥

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wget http://openwrt-dist.sourceforge.net/packages/openwrt-dist.pub
opkg-key add openwrt-dist.pub

添加软件源到配置文件，注意务必将 x86_64 替换为你自己硬件的 CPU 架构名，可用 opkg print-architecture 命令查询。

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vim /etc/opkg/customfeeds.conf

src/gz openwrt_dist http://openwrt-dist.sourceforge.net/packages/base/x86_64
src/gz openwrt_dist_luci http://openwrt-dist.sourceforge.net/packages/luci

安装 shadowsocks-libev、luci-app-shadowsocks

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opkg update
opkg install shadowsocks-libev
opkg install luci-app-shadowsocks
  • 使用 OpenWrt 自带软件源安装 Shadowsocks（不推荐）

最新的 OpenWrt （例如 19.07） 已经已经自带 Shadowsocks 软件包，可参照 https://openwrt.org/docs/guide-user/services/proxy/shadowsocks 的说明来安装，但是自带软件源的 Shadowsocks 版本太低，不太推荐。

安装如下软件包

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opkg install shadowsocks-libev-ss-local shadowsocks-libev-ss-redir shadowsocks-libev-ss-rules shadowsocks-libev-ss-tunnel

如果需要 Luci Web 界面还要安装

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opkg install luci-app-shadowsocks-libev
  • 手动下载预编译包安装 Shadowsocks（备用方法）

前往作者 github 主页获取最新的预编译版本 shadowsocks-libev 和 luci-app-shadowsocks UI 界面。注意，选择 current 目录下匹配你硬件架构的版本。使用以下命令查询你的路由器硬件架构，例如博主是 x86_64。

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opkg print-architecture

获取链接后，下载并安装上述软件包

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cd /tmp
wget https://xxx.ipk
opkg install xxx.ipk

配置 Shadowsocks

  • Servers Manage 管理 Shadowsocks 服务器节点。按照实际情况填写你的 Shadowsocks 代理服务器信息即可。 注意：如果要开启 TCP Fast Open 选项，需要修改 sysctl.conf 添加一行net.ipv4.tcp_fastopen = 3，然后使之生效。命令如下
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      echo "net.ipv4.tcp_fastopen = 3" >> /etc/sysctl.conf
  sysctl -p

  • General Settings 使能 Transparent Proxy 和 Port Forward，其中 UDP-Relay 是 UDP 转发功能，这里要将其开启，其余配置项保持默认即可。

  • Access Control Bypassed IP List 选择 ChinaDNS CHNRoute Shadowsocks 的访问规则控制。一种合适规则是国外网站走 Shadowsocks 代理而国内网站直连，这样通常还可以加速国外网站。

Step 2 方案一 - 采用 ChinaDNS

国内运营商网络 DNS 污染严重，导致大量境外域名无法正确解析，而 shadowsocks-libev 本身并没有解决 DNS 污染问题，需要配合 ChinaDNS 组件来解决。

另外，也可以采用重构优化的 ChinaDNS-NG 来替代。二者主要区别：

  • ChinaDNS 安装简单、使用稳定可靠，但最近一次更新是 2015 年；
  • ChinaDNS-NG 是新近的项目，需要自行编译，稳定性还需要验证；
  • ChinaDNS 无法显式定义可信 DNS 和 国内 DNS，而是根据 IP 地址自动判断；
  • ChinaDNS 也无法显式定义具体域名的解析行为，譬如指定域名使用可信 DNS（或国内 DNS）解析。

读者可自行决定选择哪一个方案。

安装 ChinaDNS

其解决 DNS 污染的思路如下：

ChinaDNS 分国内 DNS 和可信 DNS。ChinaDNS 会同时向国内 DNS 和可信 DNS 发请求，如果可信 DNS 先返回，则采用可信 DNS 的数据；如果国内 DNS 先返回，又分两种情况，返回的数据是国内的 IP 则采用，否则丢弃并转而采用可信 DNS 的结果。

安装方法同样有两种：

  1. 用软件源安装 如果先前安装 shadowsocks-libev 时已添加了 openwrt-dist 源 ，可直接命令行安装 ChinaDNS
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     opkg install ChinaDNS
 opkg install luci-app-chinadns
  2. 下载预编译版本安装 前往项目主页获取最新的预编译版本 ChinaDNS （选择 current 目录下特定硬件平台版本） 和 chinadns-luci-app 并安装：
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     cd /tmp
 wget https://xxx.ipk
 opkg install xxx.ipk

安装完成后立即更新 ChinaDNS 的国内 IP 路由表 /etc/chinadns_chnroute.txt，这里分别提供 apnic 和国内的 ipip.net 整理的路由表更新命令，推荐注重性能的使用后者：

  • apnic
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      wget -O /tmp/delegated-apnic-latest 'http://ftp.apnic.net/apnic/stats/apnic/delegated-apnic-latest' && awk -F\| '/CN\|ipv4/ { printf("%s/%d\n", $4, 32-log($5)/log(2)) }' /tmp/delegated-apnic-latest > /etc/chinadns_chnroute.txt
  • ipip.net
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      wget https://raw.githubusercontent.com/17mon/china_ip_list/master/china_ip_list.txt -O /tmp/china_ip_list.txt && mv /tmp/china_ip_list.txt /etc/chinadns_chnroute.txt

使用 crontab -e 命令编辑 cron 任务计划，每月（1 号凌晨 3 点）更新 chinadns_chnroute.txt，编辑内容如下（apnic 和 ipip.net 择一）：

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#For apnic
0 3 1 * *    wget http://ftp.apnic.net/apnic/stats/apnic/delegated-apnic-latest -O /tmp/delegated-apnic-latest && awk -F\| '/CN\|ipv4/ { printf("%s/%d\n", $4, 32-log($5)/log(2)) }' /tmp/delegated-apnic-latest > /etc/chinadns_chnroute.txt

#For ipip.net
0 3 1 * *    wget https://raw.githubusercontent.com/17mon/china_ip_list/master/china_ip_list.txt -O /tmp/china_ip_list.txt && mv /tmp/china_ip_list.txt /etc/chinadns_chnroute.txt

编辑完成后启用 cron 程序：

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/etc/init.d/cron start
/etc/init.d/cron enable

验证 crontab 任务是否正确执行：

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logread | grep crond

注意：不要直接使用 vim 编辑 /etc/crontabs/root 文件；本文提供的更新命令已经过优化，网络连接失败的情况下不会覆写错误信息到 /etc/chinadns_chnroute.txt 避免造成异常。

安装好后如图所示（忽略 vlmcsd ）：

配置 ChinaDNS

勾选 Also filter results inside China from foreign DNS servers、将上游 DNS 修改为

114.114.114.114,127.0.0.1:5300

其中国内 IP DNS 用于解析国内域名，建议使用运营商提供的DNS地址（注：因为有时114DNS速度慢于远程DNS，特别是远程DNS转发性能特别好时，而运营商DNS则一般不会发生这种情况。通过查看 /etc/resolv.conf 得到本地运营商DNS）；127.0.0.1:5300 为 ss-tunnel 提供的 DNS 端口转发服务，负责DNS的远程服务器解析。最后，启动 ChinaDNS。

如图所示

ChinaDNS 配置示例

这里结合代码深入讲解一下 ChinaDNS 的上游 DNS（-s 参数）工作模型：

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  int dns_is_chn = 0;
  int dns_is_foreign = 0;
  if (chnroute_file && (dns_servers_len > 1)) {
    dns_is_chn = test_ip_in_list(dns_addr, &chnroute_list);
    dns_is_foreign = !dns_is_chn;
  }

当配置了多个上游 DNS 时，ChinaDNS 简单通过判断 DNS 的 IP 地址是否在国内来定义为「国内 DNS」， 否则一律为「国外 DNS」，这个隐式逻辑虽然简单易用但会在复杂配置场景带来问题，典型的：当「国内 DNS」是用 Stubby 搭建的本地代理 DNS 时，会将 Stubby 误判成「国外 DNS」，导致非预期的行为。

Step 2 方案二 - 采用 ChinaDNS-NG

ChinaDNS-NG 项目 目前并没有提供预编译包，需要使用 openwrt sdk 来手动编译，比较麻烦，可以使用 原版 ChinaDNS 替代。

编译 ChinaDNS-NG

出于方便本文使用 docker 来创造 openwrt 编译环境。

首先，进入 docker hub 找到匹配你的 openwrt 软硬件（可用 opkg print-architecture 查到硬件架构）的 SDK 镜像，然后使用 docker pull 命令拉取，例如：

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docker pull openwrtorg/sdk:mips_24kc-19.07.4

接着启动容器：

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docker run --rm -v "$(pwd)"/bin/:/home/build/openwrt/bin -it openwrtorg/sdk:mips_24kc-19.07.4

在容器内执行以下命令来编译 ChinaDNS-NG：

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#获取源码
git clone https://github.com/pexcn/openwrt-chinadns-ng.git package/chinadns-ng

#选中 Network -> chinadns-ng （由空变成 M：单独打包，不编入系统镜像，或 *：打包并编入镜像）
make menuconfig

#编译 chinadns-ng
make package/chinadns-ng/{clean,compile} V=s

在容器内执行以下命令来编译 ChinaDNS-NG LuCI APP

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#获取源码
git clone -b luci https://github.com/pexcn/openwrt-chinadns-ng.git package/luci-app-chinadns-ng

#安装 luci 依赖，否则 meke menuconfig 无 LuCI 子项可选
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install luci

#选中 LuCI -> Applications -> luci-app-chinadns-ng（由空变成 M 或 *）
make menuconfig

#编译 luci-app-chinadns-ng
make package/luci-app-chinadns-ng/{clean,compile} V=s

最后在主机的 "$(pwd)"/bin 目录，就能找到编译结果了。

安装&配置 ChinaDNS-NG

将将编译出来的 ChinaDNS-NG 和 ChinaDNS-NG LuCI APP 的 ipk 包安装到 openwrt，这里有个坑，由于 ChinaDNS-NG LuCI APP 安装时会再次释放 ChinaDNS-NG 配置文件到系统，若提示文件冲突导致安装失败，可以手动删除冲突的配置文件后再次安装。

安装完毕，进入 ChinaDNS-NG 的 Web 界面，修改 Trusted DNS Servers 为 127.0.0.1#5300 ，按你的喜好修改 China DNS Servers（这里如果希望使用 DNS over TLS 的，可参考博主的另外一篇文章），最后启动 ChinaDNS-NG 即可。

ChinaDNS-NG 高级配置：

  • Enable the Fair_Mode：当可信 DNS 可能先于国内 DNS 返回时建议开启。当可信 DNS 先于国内 DNS 返回时（极少数情况如此），原版 ChinaDNS 是直接采用可信 DNS 的结果，导致国内域名的解析被可信 DNS 抢答，如果该国内域名又正好有境外服务器，解析结果就非最优线路。该选项就是解决这一问题：当可信 DNS 先返回时，ChinaDNS-NG 并不立即采用，而是等待国内 DNS 的结果，随后如果国内 DNS 返回国内 IP，则采用，否则采用可信 DNS 的结果。这个选项大部分情况会按预期运行，但不排除极特殊情形下会有异常。
  • Black List 和 White List：分别对应「强制走可信 DNS 的域名列表」 和「强制走国内 DNS 的域名列表」。

Step 3 - 配置 Dnsmasq

OpenWrt 管理面 Network -> DHCP and DNS

DNS forwardings 修改为 127.0.0.1#5353 即 ChinaDNS 监听的端口；勾选 Ignore resolve file

提示：Ignore resolve file 指的是忽略 /etc/resolv.conf 中的 DNS ，即 WAN 口的 DNS，默认是电信运营商分配的 DNS；要恢复默认选项（取消勾选），在 Resolve file 一栏填入 /tmp/resolv.conf.auto

Step 4（可选） - 让路由器自身也翻墙

到此步骤为止，之前的配置已足以让接入局域网的设备正常翻墙，但为了让路由器自身发起的连接也能够翻墙成功，需要将 WAN 口默认使用的运营商 DNS 修改为 ChinaDNS

如图所示，在 Network - Interfaces - WAN、WWAN（无线接入时） - Advanced Settings 中去掉 Use DNS servers advertised by peer ，并在配置栏中填入 127.0.0.1

OpenWrt WAN DNS Configuration

至此，一切准备就绪，Enjoy yourself! :)

常见问题处理

  • Shadowsocks 无法启动

重启路由器。如果仍未解决，使用 logread 命令查看异常日志

  • Luci 界面无法打开

点击安装好 Shadowsocks 或 ChinaDNS 的 Luci APP 报错

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/usr/lib/lua/luci/dispatcher.lua:1334: module 'luci.cbi' not found:
	no field package.preload['luci.cbi']
	no file './luci/cbi.lua'
	no file '/usr/share/lua/luci/cbi.lua'
	no file '/usr/share/lua/luci/cbi/init.lua'
	no file '/usr/lib/lua/luci/cbi.lua'
	no file '/usr/lib/lua/luci/cbi/init.lua'
	no file './luci/cbi.so'
	no file '/usr/lib/lua/luci/cbi.so'
	no file '/usr/lib/lua/loadall.so'
	no file './luci.so'
	no file '/usr/lib/lua/luci.so'
	no file '/usr/lib/lua/loadall.so'
stack traceback:
	[C]: in function 'require'
	/usr/lib/lua/luci/dispatcher.lua:1334: in function '_cbi'
	/usr/lib/lua/luci/dispatcher.lua:1023: in function 'dispatch'
	/usr/lib/lua/luci/dispatcher.lua:999: in function 'dispatch'
	/usr/lib/lua/luci/dispatcher.lua:478: in function </usr/lib/lua/luci/dispatcher.lua:477>

OpenWrt 19.07 或更新版本会报此错误，原因是缺少 luci-compat 包，使用如下命令安装即可

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opkg install luci-compat
  • 路由器无法连接 raw.githubusercontent.com

openwrt 下载 china_ip_list.txt 时出现如下错误

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wget https://raw.githubusercontent.com/17mon/china_ip_list/master/china_ip_list.txt -O /tmp/china_ip_list.txt && mv /tmp/china_ip_list.txt /etc/chinadns_chnroute.txt

--2021-05-16 19:50:02--  https://raw.githubusercontent.com/17mon/china_ip_list/master/china_ip_list.txt
Resolving raw.githubusercontent.com... 0.0.0.0, ::
Connecting to raw.githubusercontent.com|0.0.0.0|:443... failed: Connection refused.
Connecting to raw.githubusercontent.com|::|:443... failed: Connection refused.

明显 raw.githubusercontent.com 的 IP 地址被错误地解析到了 0.0.0.0，说明被 GFW DNS 污染了。执行 nslookup 进行验证：

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root@OpenWrt:~# nslookup raw.githubusercontent.com
Server:         192.168.3.1
Address:        192.168.3.1#53

Name:      raw.githubusercontent.com
Address 1: 0.0.0.0
Address 2: ::

发现 openwrt 使用的 DNS 是上游分配的 DNS，按 Step 4 - 让路由器自身也翻墙处理即可。

Tutorial, Shadowsocks
OpenWrt Shadowsocks
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.
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