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# sdlan交互协议
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sdlan协议的总体格式如下：
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```
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+-----------+------------+--------+----------+
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| 2字节的长度 | 2字节消息id | 消息头 | 消息体 |
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+-----------+------------+--------+----------+
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```
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## 1. 长度
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2字节长度包含后面的所有字节的长度（不包括自身）
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## 2. 消息id
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用于匹配请求和响应，占用2字节，目前可以都先填写0
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## 3. 消息头
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在sdlan中，有一个common头使用二进制协议，消息头主要包含了协议版本，消息来源id（从哪个节点发出的节点标识），消息ttl，以及一些协议的flag（flag标志以后可以扩充）
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消息头二进制格式如下：
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```
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+---------+----+-----+------+-----+
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| version | id | ttl | flag | pc |
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+---------+----+-----+------+-----+
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```
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其中，version占用一个字节，用于标识协议版本。id用于唯一标识某个客户端，为长度为32字节的uuid，之后的ttl占用一个字节，当ttl为0，则直接丢弃该数据包。后面的flag占用2字节，用于标识数据包属性，目前拥有的标识如下：
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* `from_sn`: `0x0020`，表示这个数据包是从服务端发送过来的。
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* `socket`: `0x0040`，表示这个数据包里面包含了有用的socket信息（通常在服务端转发的时候有用）。
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* `v6_info`: `0x0080`,表示这个数据包里面包含了ipv6信息（专门用在packet数据包里面，目前只有这个数据包使用了该标识）。
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最后的pc表示后面数据包的类型，目前数据包类型如下：
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* `0` —— `invalid pkt type`，表示无效的数据包类型
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* `1` —— `register super`，表示客户端像服务端发送的注册请求
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* `2` —— `packet`，表示客户端向服务端（或者客户端发送给客户端）发送的来自tun的数据包。
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* `3` —— `register`数据包，表示客户端之间打洞请求消息
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* `4` —— `register_ack`数据包，表示客户端之间打洞ACK消息
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* `5` —— `register_super_ack`数据包，表示可以对节节点进行授权，返回对应的ip地址等信息
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* `6` —— `register_super_acknowledge`数据包，表示对`register_super`的一般返回，只是告诉客户端：服务端收到他的注册请求了
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* `7` —— `register_super_nak`数据包，表示服务端不接受该客户端的上线请求，客户端应该直接退出
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* `8` —— `unregister_super`数据包，客户端告诉服务端，客户端自己要下线了。
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* `9` —— `query_info`数据包，客户端向服务端查询对端的ip信息
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* `10` —— `peer_info`数据包，服务端向客户端返回对端的ip等信息。
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## 4. 消息体
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消息提根据协议头中的pc不同，拥有不同的结构，结构体在json化之后，需要加密的数据包进行加密，然后将内容添加到消息体的位置。
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其中，RegisterSuper, RegisterSuperACK, RegisterSuperAcknowledge, RegisterSuperNAK，这几个消息，在发送和接收的时候，消息提内容没有进行加密，直接是json序列化之后的内容（为了提高安全性，服务端和客户端在实际编写的时候，可以商量一个预置的aes密钥，这几个消息类型就用这个密钥进行加解密）。
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在服务端返回RegisterSuperACK的时候，会有`enctypted_key`和`header_key`。这两个字段为使用客户端rsa公钥加密之后的两个aes密钥。
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其中：
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* `encrypted_key`：用于加密PACKET数据包中的data流量，也就是用于加密tun网卡的流量。
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* `header_key`：用于加密之后传输的结构本身，比如客户端在向服务端发送一个PACKET数据包的时候，在将json序列化之后，再将序列化之后的内容使用`header_key`aes再加密一次，然后放到消息提的位置。
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### 4.1. RegisterSuper包类型
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`register super`，pc为1，表示客户端像服务端发送的注册请求，该请求每隔15-20秒发送一次，RegisterSuper的json结构如下（该结构没有用aes加密，为了安全，以后如果没有加密的结构体，可以预置一个32为aes密钥）：
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```json
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{
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"pass": "初始密钥，用于最初始的简单验证, 目前固定为`encrypt!`",
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// 客户端自己随机生成的整数，用于匹配RegisterSuper和RegisterSuperACK, RegisterSuperNAK, RegisterSuperAcknowledge
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||
"cookie": $uint32,
|
||
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||
// sock在客户端发送时不需要填写，在Supernode之间转发的时候，会带上这个，表示客户端的信息。
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"sock": {
|
||
// family表示客户端的ip协议版本，2表示ipv4，10表示ipv6
|
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"family": 2|10,
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||
// 客户端开放的端口, u16
|
||
"port": $uint16,
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||
// 如果family为2，则v4有用，一个四字节的数组，表示ipv4
|
||
"v4": [1,2,3,4],
|
||
// 如果family为10，则v6有用，一个16字节的数组，表示ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
},
|
||
// 客户端自己的ipv6信息，如果没有ipv6，则不用填写
|
||
"v6_info": {
|
||
// 客户端的ipv6的端口
|
||
"port": $uint16,
|
||
// 客户端的ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16],
|
||
},
|
||
// 客户端tun设备的ip信息
|
||
"dev_addr": {
|
||
// 客户端的tun的ip地址，如果没有ip（第一次上线等情况），则填写0
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||
"net_addr": $uint32,
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||
// 子网掩码的位数，一般为24， 如果没有ip，则填写0
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||
"net_bit_len": $uint8,
|
||
},
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||
// 客户端自己的公钥，在服务端返回加密的aes密钥时，会使用这个公钥加密
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||
"pub_key": "",
|
||
// 字符串，用于标识一个用户的id，或者一个由用户生成的token
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"token": "",
|
||
}
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```
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### 4.2. Packet数据包
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`packet`，pc为2，表示客户端向服务端（或者客户端发送给客户端）发送的来自tun的数据包。packet数据包的json化之后的结构如下：
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```json
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{
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||
// 来源ip
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"src_ip": $uint32,
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||
// 目的ip
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"dst_ip": $uint32,
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||
// sock信息, sock信息包含了来自客户端的信息
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||
// 通常客户端发送一个packet数据包的时候，不需要携带这个信息。
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// 而在服务端收到一个packet的数据包的时候，在转发的时候，会将客户端的信息放入这个结构，然后发送给需要转发的客户端。所以在客户端收到转发的packet数据包的时候，可以通过这个sock结构，得知发送的客户端的端口信息。在sock结构有用的时候，flags中的socket（0x0040）标识也会被置位。
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"sock": {
|
||
// family表示客户端的ip协议版本，2表示ipv4，10表示ipv6
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"family": 2|10,
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||
// 客户端开放的端口, u16
|
||
"port": $uint16,
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||
// 如果family为2，则v4有用，一个四字节的数组，表示ipv4
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||
"v4": [1,2,3,4],
|
||
// 如果family为10，则v6有用，一个16字节的数组，表示ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
},
|
||
// 如果对端有ipv6，则填写该结构，否则就省略
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||
"v6_info": {
|
||
// ipv6的端口
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||
"port": $uint16,
|
||
// v6
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
}
|
||
// data为二进制的字节数组，为aes加密之后的tun流量。
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"data": []
|
||
}
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```
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其中，`src_ip`为tun的ip数据包的来源ip，`dst_ip`为tun的ip数据包的目的ip。均为大端序的32位无符号整数。`sock`为转发时由sn填充的发送客户端的信息，发送短不需要处理。`data`为tun的数据流量，使用`network_pass`进行加密后的二进制数据。
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在发送packet数据包之前，消息体部分的数据，为json化之后的packet使用`header_pass`进行aes加密后的二进制数据。
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在客户端收到PACKET消息的时候，如果数据包来自服务端（转发过来的），则可以向sock字段表示的对端信息发送register消息
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在实际发送的时候，为了效率，packet数据包被直接打包成二进制进行处理。二进制规则如下：
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1. 在消息头的`flags`里面会给相应的标志位置位，比如，如果有sock信息，则flags会有`SOCKET`标识，如果有`ipv6`信息，则会有`v6_info`标识。
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2. 消息体序列化`src_ip`，大端序表示`uint32`的来源ip地址
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2. 消息体序列化`dst_ip`，大端序表示`uint32`的目的ip地址
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3. 如果消息头的`socket`置位了，接下来就是序列化sock信息：
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1. 一个字节的family
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2. 2个字节（大端序的`uint16`）端口号
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1. 如果family是2（表示是ipv4），则接下来是4个字节的ipv4
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2. 如果family是10（表示是ipv6，目前不会有这种情况，只是为了兼容以后服务端也支持ipv6的情况），则接下来是16个字节的ipv6地址
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4. 如果消息头的`v6_info`置位了，则接下来就是ipv6信息：
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1. 2个字节（大端序的`uint16`）ipv6端口号
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||
2. 16个字节的ipv6地址
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5. 之后是`network_pass`加密后的二进制tun接口的流量数据。
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### 4.3. Register数据包
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`register`，pc为3，客户端向另一个客户端发送打洞请求的数据包。在完全不知情的情况下，当一个客户端需要向另一个客户端发送数据的时候（tun接口的流量），发送端首先查看自己是否知道对方的地址，此时不知道，发送端就向服务端发起一个QueryInfo的数据包，同时，发送端的tun数据包首先通过服务端中转到对端客户端，一方面，发送端在收到QueryInfo的返回PeerInfo数据包的时候，会向接收端发起一个（或者一系列）Register数据包；另一方面，接收端在收到Packet数据包之后，也会发起一个（或者一系列）Register数据包。两边同时发起Register进行打洞，当有一个数据包能被正确接收，则马上返回RegisterACK数据包，两边打洞成功。在json格式如下：
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```json
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||
{
|
||
"cookie": $uint32,
|
||
// 源tun ip
|
||
"src_ip": $uint32,
|
||
// 目的tun ip
|
||
"dst_ip": $uint32,
|
||
// supernode转发时开到的发送者的外网ip信息,发送的时候，不需要填写
|
||
"sock": {
|
||
// family表示客户端的ip协议版本，2表示ipv4，10表示ipv6
|
||
"family": 2|10,
|
||
// 客户端开放的端口, u16
|
||
"port": $uint16,
|
||
// 如果family为2，则v4有用，一个四字节的数组，表示ipv4
|
||
"v4": [1,2,3,4],
|
||
// 如果family为10，则v6有用，一个16字节的数组，表示ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
},
|
||
// 如果没有ipv6，则不用填写
|
||
"v6_info": {
|
||
"port": $uint16,
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 4.4. RegisterACK数据包
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pc为4,结构如下：
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```json
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||
{
|
||
// 匹配Register
|
||
"cookie": $uint32,
|
||
// 源tun ip
|
||
"src_ip": $uint32,
|
||
// 目的tun ip
|
||
"dst_ip": &uint32,
|
||
// 发送者的外网ip信息
|
||
"sock": {
|
||
// family表示客户端的ip协议版本，2表示ipv4，10表示ipv6
|
||
"family": 2|10,
|
||
// 客户端开放的端口, u16
|
||
"port": $uint16,
|
||
// 如果family为2，则v4有用，一个四字节的数组，表示ipv4
|
||
"v4": [1,2,3,4],
|
||
// 如果family为10，则v6有用，一个16字节的数组，表示ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 4.5. RegisterSuperACK数据包
|
||
pc为5。在服务端收到registersuper之后，如果服务端判断该节点已经授权，而且是刚上线，就会返回一个RegisterSuperACK，告知该节点ip信息。另外，如果在服务端界面上进行操作，将本来没有授权的节点进行授权，或者将已将寂静授权的节点，转移到另一个网络里面，服务端也会主动向客户端发送一个RegisterSuperAck消息，将客户端需要的信息（新网络的加密aes等）主动告诉客户端。
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RegisterSuperACK的消息格式如下（暂时该结构没有加密，以后可以将该结构整个用客户端的rsa公钥加密）：
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```json
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||
{
|
||
// 匹配RegisterSuper
|
||
"cookie": $uint32,
|
||
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||
// 服务端看来的该客户端的外网ip信息
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||
"sock": {
|
||
// family表示客户端的ip协议版本，2表示ipv4，10表示ipv6
|
||
"family": 2|10,
|
||
// 客户端开放的端口, u16
|
||
"port": $uint16,
|
||
// 如果family为2，则v4有用，一个四字节的数组，表示ipv4
|
||
"v4": [1,2,3,4],
|
||
// 如果family为10，则v6有用，一个16字节的数组，表示ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
},
|
||
// 服务端给客户端分配的tun设备的ip信息
|
||
"dev_addr": {
|
||
// 客户端分配到的ip地址
|
||
"net_addr": $uint32,
|
||
// 客户端分配到的ip地址的掩码位数
|
||
"net_bit_len": $uint8,
|
||
},
|
||
// rsa加密之后的加密头的aes密钥
|
||
"header_key": "",
|
||
// rsa加密之后的tun流量的加密aes密钥
|
||
"encrypted_key": "",
|
||
// 多久之后，客户端应该再发起RegisterSuper消息，暂时可以忽略
|
||
"lifetime": $int16
|
||
}
|
||
```
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||
### 4.6. RegisterSuperAcknowledge数据包
|
||
在服务端收到registersuper之后，如果服务端判断该节点已经授权，而且不是第一次收到该节点的RegisterSuper消息（这个时候，该RegisterSuper消息类似于心跳数据包了），就会返回一个RegisterSuperAcknowledge，告知该节点：服务端已经收到你的消息了。另外，如果服务端判断该节点没有授权，也会返回一个RegisterSuperAcknowledge消息，这个时候，可以理解为：服务端收到你的消息了，但是你没有授权，我这边不会给你分配ip，你就这样等着吧。
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RegisterSuperAcknowledge的消息格式如下（该结构没有用aes加密）：
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```json
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||
{
|
||
// 来自registerSuper消息的cookie
|
||
"cookie": $uint32,
|
||
}
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||
```
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||
### 4.7. RegisterSuperNAK数据包
|
||
服务端在节点发送RegisterSuper时候，如果该数据包里面的初始验证信息等无效，则会直接返回RegisterSuperNAK消息，此时客户端应该直接退出。
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量外，如果服务端判断到，比如一个用户最多可以创建10个客户端，但是这个节点是第11个了，在收到该客户端的RegisterSuper以后，和会直接返回RegisterSuperNAK消息，客户端同样应该直接退出。
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RegisterSuperNAK结构如下（该结构没有用aes加密）：
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||
```json
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||
{
|
||
// 来自registerSuper消息的cookie
|
||
"cookie": $uint32,
|
||
}
|
||
```
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||
### 4.8. UnregisterSuper数据包
|
||
当客户端没有收到RegisterSuperNAK的情况下（没有被服务端拒绝接入），在客户端结束之前，可以发送UnregisterSuper数据包，该数据包告诉服务端，客户端将要下线了，可以将这个客户端的相关信息删除了。
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||
UnregisterSuper数据包结构如下：
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||
```json
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||
{
|
||
// 客户端被分配的ip，如果没有分配到，则设置为0
|
||
"src_ip": $uint32
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 4.9. QueryInfo数据包
|
||
在发送端发送数据包PACKET消息的时候，如果对方ip找不到（没有打洞），则会发起一个QueryInfo数据包，服务端在收到相应信息之后，会返回锁查找的接收端的信息PEERINFO数据包，发送端收到PEERINFO之后，便发起Register进行打洞。
|
||
|
||
结构如下：
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||
```json
|
||
{
|
||
// 自身tun ip
|
||
"src_ip": $uint32,
|
||
// 需要查找的目标的tun ip
|
||
"dst_ip": $uint32,
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
### 4.10. PeerInfo数据包
|
||
PeerInfo结构如下：
|
||
|
||
```json
|
||
{
|
||
// 标识为，暂时没有用，都填写0
|
||
"flag": $uint16,
|
||
// 之前发起短的tun ip
|
||
"src_ip": $uint32,
|
||
// 目标的tun ip
|
||
"dst_ip": $uint32,
|
||
|
||
// 需要查找的对端的外网通信信息
|
||
"sock": {
|
||
// family表示客户端的ip协议版本，2表示ipv4，10表示ipv6
|
||
"family": 2|10,
|
||
// 客户端开放的端口, u16
|
||
"port": $uint16,
|
||
// 如果family为2，则v4有用，一个四字节的数组，表示ipv4
|
||
"v4": [1,2,3,4],
|
||
// 如果family为10，则v6有用，一个16字节的数组，表示ipv6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
},
|
||
// 朝兆的对端的ipv6信息，如果有的话
|
||
"v6_info": {
|
||
// 端口
|
||
"port": $uint16,
|
||
// v6地址
|
||
"v6": [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16]
|
||
}
|
||
|
||
}
|
||
```
|