【记录】在Ubuntu上实现科学上网

先扯几句

终于开始了博客之旅。

从最早写公众号，到后来写$\LaTeX$，到现在使用GitHub静态托管页面拥有自己的“博客”，反倒是有些返璞归真，让我想到了自己小时候真·灌水论坛的日子。

现在终于具有了些许自主性。比如「科学上网」这种话题，肯定就不能写在公众号上；而且就前几年的公众号体验来讲，输入公式和排版，以及代码框的体验，肯定不如markdown和latex来的舒服；而latex又和html的兼容性不好，最终折中地选择了GitHub+markdown的这种方式。

其实一直早就想写很多东西，比如三原色、田忌赛马等问题都用长图发在了朋友圈当中，还比如从去年就想写的《神奇的哥尼斯堡》，大概这和此篇一样都该被归为“杂文”之中；学术性的博客也很想写，从最早看机器学习、多视几何、ROS等，包括之后Parzen窗的理解等，就很想作为优质博客补充一下现在网络上的缺失；很多时候也应该停下来思考思考人生，写一写收获与感悟，所以总的来说内容可能会很杂——所以我也并不指望能有什么引流，或者一些学术文章可能会发在知乎上？总之也有许多问题没有想好，但总要先吃一次螃蟹再说，于是便有了此篇文章。

工程性比较强，算是一种归档吧，以防日后自己忘了（毕竟在网上没有看到太多博客把着这个事情讲的很好）。当然，也或许是Ubuntu之间本身也会有体制差异，可能实验室这破电脑本身就不太行，所以才让我摸索了许久。

下面进入正文。

使用VPS服务实现Windows/MacOS科学上网

这一部分是写给不会配置VPS服务的朋友的（俗称自己搭梯子），毕竟我知道很多人是买一些软件的服务才科学上网的，想当年两会时期我也找这些软件救过急。

如果你已经会自己搭梯子了，那么这部分内容可以跳过。else: Continue。

什么是VPS服务

比如像搬瓦工、Vultr等这些知名的网站都是提供VPS（Virtual Private Server，虚拟专用服务器）服务的，大体上来说，就是他们会租赁给你一个ip地址，以及一个具有一定配置的服务器，允许这个服务器作为代理（proxy），让你这个服务器成为一个“中间商”，去访问其他网站，比如Google。

我踩过了许多坑，这里直接说结论：最早我用Hostwinds，高峰时间段经常抽风，两会期间完全挂掉，遂换到了搬瓦工。然后搬瓦工是真的快，但是快不过两天，而且退款服务还只能使用一次，导致我现在还有几百块钱被困在搬瓦工上（就是我拥有他的ip地址，然后国内把他封了，ip地址在国外还可以代理使用所以对方拒绝给我退款……）。最终给我选择了vultr，速度还不错（能流畅看YouTube我觉得就很不错了），关键是ip如果被封了还可以随时更换，完全是以使用时间计费，ip被封了就把这个instance destroy掉就可以了。

为什么要折腾VPS服务呢？因为有了ip地址，你就可进行相应的配置，一个终端设备就只用使用一个端口，理论上，租赁一个ip地址就可以支持你六万多台设备的使用，这就好比租了一个房子，当然，服务器配置的好坏决定了你的带宽速度，价格越高房子就越大。而去那些VPN软件租赁的服务，他们本身拥有ip地址（房子），而只会给你分配一个或几个端口号，这就好像租了一个床位，如果这个房子太过拥挤（用户过多），那你的贷款就会很慢，甚至down掉。而且，一旦有些床位住了犯罪分子（用户不规范上网），这就会牵连整个房子，所以经常会出现一些VPN软件挂掉的情况，其实不是国家真的针对，只是有些人真的不规范上网。

至于要房子还是要床位，这个见仁见智，各位自行取舍，但如果你只拥有床位，肯定是不能实现Ubuntu科学上网的，除非你找到也支持Ubuntu科学上网的VPN软件，据我所知基本没有。

如何配置科学上网

这里以vultr为例。

1. 创建账号
2. 登陆账号
3. 左侧billing界面充值（可以使用支付宝）
4. 左侧进入products页面，点击右侧“+”号deploy new server
5. 选择cloud compute即可，到这一步大概是这样一个界面：

6. 之后的Location，据说Seattle、LA这些结点会很快，但我这里追求长期稳定，折中选择了Dallas，自从两会以后一直很稳定没有挂过。
7. 操作系统选择Cent OS，Server Size个人自用的话5美元的足够，甚至可以拉上身边几个小伙伴一起使用都是没问题的（比如五个人一起用，就是一个月一美元，还比外边软件快，血赚）
8. 后面有一个Enable IPv6，勾不勾选均可。其余全部默认，点击右下角deploy now，建立完成。
9. 等待一会儿后，会出现分配的IP地址，如下图所示。这里可以首先复制ip地址，在ping.pe上检查该ip地址是否被国家封掉，如果China部分全绿，那恭喜你这个ip地址是可以用的；如果是国外都绿而国内都红，那么需要删掉，重新创建instance才行；如果全都红，那很可能是服务器还没有就绪。

10. 接下来需要使用Xshell这个软件与这个ip地址建立连接。如果没有Xshell，可以直接点击上面的链接，我默认设置了选择free for home and school的版本，提供姓名与有效的邮箱地址就可以免费使用Xshell了，下载地址提供在邮件中。
11. 打开Xshell，会弹出会话，选择新建一个会话，然后填入对应信息，如下图所示。其中名称填什么都行，主机要改成刚刚获得的ip地址。

12. 随后会弹出一个SSH安全警告，这里点击接受并保存即可。随后会要求输入用户名，填root。然后会要求输入密码，这里需要从vultr的server information上获取。填入即可。
    

13. 如无意外，应该像下图这样。这时我们就进入了愉快的输脚本命令时间了。

在CentOS 8系统下搭建shadowsocks

shadowsocks，官名「影梭」，人称「小飞机」，源自于它那具有标志性的小飞机logo，是一款非常良心的翻墙代理软件。它并不提供任何VPS服务，只是对本地的网络设置做了软件上的封装。实如其形，一旦有了VPS服务器，只需要简单的配置便可以“起飞”，这里提供如何从0到1的安装步骤。

多说一句，Hostwinds的VPS服务是很健全的，很多依赖都会给安装好，搬瓦工次之，Vultr最为原始。所以这一份安装步骤应该是最为完整的，理应也适用于其他VPS服务，不过注意VPS的操作系统必须是CentOS 8，否则可能会报错。

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下面进入具体步骤。

先输入python按tab命令检查是否成功安装python。尽量不要动python2的环境，而安装python3。使用yum安装python：

yum -y install python36

安装wget、tar

yum -y install wget tar

首先下载setuptools的工具包 easy_install需要调用其中的内容

wget --no-check-certificate  https://pypi.python.org/packages/source/s/setuptools/setuptools-19.6.tar.gz#md5=c607dd118eae682c44ed146367a17e26

解压工具包

tar -zxvf setuptools-19.6.tar.gz

挂载到文件夹下

cd setuptools-19.6

编译（或者说配置环境？）

python3 setup.py build

安装setuptools

python3 setup.py install

安装pip

easy_install pip

使用pip安装shadowsocks

pip install shadowsocks

退出文件夹至根目录

cd ..

可以使用ls命令查看当前文件，应该只有setuptools相关的文件

用vi新建配置文件

vi /etc/shadowsocks.json

按i键进入insert模式，此后复制如下内容，在xshell中粘贴（shift+insert）即可。

这个配置文件需要遵从json格式，建议预先在本地的文本文件中修改好。其中server就是你购买的ip地址，下边的port_password对应着连接时使用的端口号和密码，可以支持多端口同时连接，这里12561-12566只是一个示例，如果你需要可以开更多的端口。之后的********对应地替换为自己预设的密码。

在修改时要注意json文件的格式，比如最后一个端口号的结尾不要有逗号、最后的false之后不要有逗号，总之如果报错可以考虑检查json的格式问题。

{
  "server":"***.***.***.***",
  "local_address": "127.0.0.1", 
  "local_port":28888, 
  "port_password": { 
    "12561": "********", 
    "12562": "********", 
    "12563": "********", 
    "12564": "********",
    "12565": "********",
    "12566": "********"
  }, 
  "timeout":300, 
  "method":"aes-256-cfb",
  "fast_open": false
}

再按esc退出insert模式，输入:wq保存并退出

此时即可启动，建议使用后台启动命令：

ssserver -c /etc/shadowsocks.json -d start

然后输入exit即可退出xshell，配置完毕（并没有，你可能会报错哦）。

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如果遇到EVP_CIPHER_CTX_cleanup之类的报错，是因为在openssl1.1.0版本中，废弃了EVP_CIPHER_CTX_cleanup函数，此时可以通过vim修改此问题。

首先检查vim编辑器是否完全安装。vim编辑器需要安装至少3个包（版本号不重要）：

vim-enhanced-7.0.109-7.el5
vim-minimal-7.0.109-7.el5
vim-common-7.0.109-7.el5

查看本机已经存在的包，确认一下你的VIM是否已经安装，输入

rpm -qa|grep vim

如何vim已经正确安装，则会显示上面三个包的名称
如果缺少了其中某个，比如说： vim-enhanced这个包少了，执行：

yum -y install vim-enhanced

类似地安装其他你缺少的包，它会自动下载安装。
如果上面三个包一个都没有显示，则直接输入命令：

yum -y install vim*

安装完毕后，通过vim修改openssl中的相关内容，替换下边的文件路径为报错traceback的路径（这里我的路径是这个，作为举例）：

vim /usr/local/lib/python3.6/site-packages/shadowsocks/crypto/openssl.py

全文搜索cleanup，将所有EVP_CIPHER_CTX_cleanup替换成为EVP_CIPHER_CTX_reset

对应的命令是

:%s/cleanup/reset/g

再保存文件：

:wq

之后继续正常启动shadowsocks.json，应该就会一切正常。

对于vultr还需停止防火墙服务（多敲几个命令），这样才可以建立TCP连接，否则只能有ICMP连接。

停止当前防火墙服务：

systemctl stop firewalld.service

禁用防火墙服务：

systemctl disable firewalld.service

检查当前防火墙状态：输出not running时就可以正常使用了

firewall-cmd --state

在Windows/MacOS下使用shadowsocks

以上操作做都是通过SSH连接远程服务器进行配置，接下来需要从本地端进行配置。这时我们就可以使用图形化的界面更加方便的配置了。

对于windows系统用户，从shadowosocks官方的GitHub Releases中下载zip文件并解压。对于版本号，我这里的是4.2.0.1，更新的版本号似乎去除了对aes-256-cfb的支持，所以这里建议选择老版本（新版本没折腾过，不敢打包票哈哈）。

对于MacOS用户，也可以从此处下载dmg文件进行安装。

下面以windows为例。解压后运行exe文件，在菜单栏找到小飞机图标，右键即可进行各种配置，如开机启动等。对于系统代理选项，有三种模式：

1. 禁用。顾名思义，相当于没开软件，并不能翻墙，就是原始的网络。
2. PAC模式。简单来说就是，建立了一个文档，里边标明了哪些网站需要翻墙，哪些不需要。根据你的PAC模式配置情况，决定是使用在线的文档，还是预装时附带的本地文档，一般来讲本地PAC即可满足需求，必要时可以更新PAC。
3. 全局模式。顾名思义，任何网站都使用代理。比如之前AO3挂了，又恰巧使用的本地PAC，这个网址没有被加入到本地PAC中，你访问它就会觉得“挂了”。此时如果开全局模式，就可以默认都使用代理访问，就可以访问成功。所以如果什么网站访问不了了，可以先开全局模式试试也无妨。

总之，平时建议开PAC，这样像百度、哔哩哔哩这些国内网站，会自动使用本地网络访问，对于Google等也可以及时甄别；遇到个别网站访问失败时（尤其下数据集什么的），可以切换全局模式，没准会有意外之喜。

最关键的配置是服务器→编辑服务器这里，你需要输入购买的ip地址、端口号、密码等信息，见下图。

根据json文件中你的个性化设置输入服务器地址、端口、密码，加密方式请选择aes-256-cfb（也是与json中对应的），代理端口需要与json中local port一处对应，也有说用1080等端口不易被攻击，不过我之前这样设置时shadowsocks会给我报warning，我这里就随便找了个端口。

如果设置了多个端口，则需配置多条规则（左下方复制，对应修改即可），显然一次只能使用一个端口，多个端口可以方便其他终端设备使用。

配置完毕后点击确定，切换PAC/全局模式后便可以访问Google、YouTube等网站啦！

使用VPS服务实现Ubuntu科学上网

终于讲到了正文部分。

为啥Ubuntu这么特殊呢？嗯，因为连shadowsocks官方都把维护的qt5（一种linux上的可视化开发程序）版本的文件给remove了，所以在ubuntu上似乎很难找到一个较好的图形界面来配置。然后搜到的各种东西又都是让Ubuntu作为服务端来配置，本地端如何配置还真没几个人讲，大概大家Ubuntu都是用来跑程序，不科学上网的吧……

我一度也是这样妥协的，直到两会期间连GitHub也被封了，我才下定决心让Ubuntu也要科学上网，否则我每次都必须把人家的代码fork到gitee上，然后对着gitee敲命令或者git clone，我嫌麻烦。（果然人类进步的源泉是懒2333）

使用terminal科学上网

虽然qt5挂掉了，但是shadowsocks官方的源还是封不掉的，所以首先在ubuntu本地安装shadowsocks：

sudo apt install shadowsocks

我这里会安装到2.9.0-2这个版本，并且电脑会认为这就是最新版了。不知道是确实没有新版本了还是说官方源并不再更新新版本了，但反正这个版本肯定也够了。

随后配置shadowsocks的json文件，这里与之前在服务端的配置是类似的。。

不要混淆，实际上我们这里是用json的方式完成了图形化界面的配置。所以这里json的文件实际上也可以被放在任何地方，这里以在/etc/shadowsocks/当中为例，然后我个人比较喜欢用文本编辑器编辑，那么命令就是：

sudo gedit /etc/shadowsocks/config.json

复制这里修改好的json代码（如果你自己搭过梯子，那肯定也写过这东西）进去即可，保存后启动该文件即可：

sslocal -c /etc/shadowsocks/config.json

这时打开浏览器你会发现，还是没有啥区别，访问Google还是上不去，百度还是很快，因为我们还需要设置Proxy代理。

注意，这个terminal先不要关掉！

你可能多少听说过Switchy Omega这个东西，然而在我白般尝试后发现它并不支持SOCKS5代理，遂放弃。转而一番查询后发现，火狐可以完美支持SOCKS5的proxy诶，然后我就去下了个火狐浏览器（甚至许多人预装Ubuntu都会自带火狐浏览器吧）

打开火狐浏览器，点击右上角三横线的按钮，找到首选项（或直接在浏览器地址栏输入about:preferences），拉到底找到网络设置一栏（如下图所示）

点击设置，按照下图这样配置。注意选择SOCKS v5，主机地址设置为本地（127.0.0.1，对应json文件中的local address）以及端口号对应json文件中的local port端口号。

点击确定后，如无问题则可访问Google。

也就是说，刚才没关的那个终端，实际上是开了一个本地地址和端口号，来完成刚才的代理工作，而浏览器上的配置，则是要求了浏览器访问网页时要先走这个SOCKS主机及对应的端口。

开机自启动实现科学上网

于是，你就会很不爽：难道每次访问我都得开着这个终端不成？难道每次重启电脑还得开个终端输这个命令？显然，这是可以配置的。

由于之前在超分屏上使用网抑云，qt界面的缩放让我很不爽，当时调过配置文件，所以我就想到，能不能配置一个开机自启动的程序呢？

比如开机自启动teamviewer，实际上是电脑在后台打开了一个不会显示的终端，输入了一个teamviewer启动之类的命令，然后在GUI上就显示了打开的teamviewer，我能否也建立一个这种机制，让电脑自动帮我输入这个命令呢？

答案当然是可以的。

一般来讲，自启动的文件都被放置在~/.config/autostart这样一个路径中。所以我们可以在其中建立一个.desktop文件，让其伪装成一个快捷方式，这样就可以让系统开机自启动。

这里假设文件名就叫shadowsocks.desktop，同样使用文本编辑器打开：

sudo gedit ~/.config/autostart/shadowsocks.desktop

在其中输入以下配置：

[Desktop Entry]
Type=Application
Name=shadowsocks
Exec=sslocal -c /etc/shadowsocks/config.json
Terminal=false
X-GNOME-Autostart-enabled=true

我这里还输入了icon和comment，这两者并非必须，大家不输也行。

完成后保存，重启电脑，之后直接打开firefox访问google应该是没什么问题的。

如果你需要，还可以在firefox的网络设置中调整代理脚本，设置哪些网站使用本地网络访问，哪些网络需要走代理端口；

有时你也可能遇到Google的审查机制，被判定为不安全，你固然可以搜索下CSDN这个问题如何解决，大抵是调整一下高级配置就可以了，不过对于我来讲，这种chrome访问内网、firefox访问github、Google Scholar的模式足够了，就不必再作调整了。

以及如果你有余力，也可以把这个代理设置到全局，但我觉得这个要调整的就太多了，而且全局也并不一定真的有多好，就没有往下折腾了。

结语

所以实际上我这是一种阉割版的“Ubuntu”实现科学上网。因为我没有设置全局代理，如果git clone，或者pip、conda install什么的，走的还是本地网络，而这些东西是也很有可能间歇性挂掉的。不过我这算是一种折中吧，大部分包基本该下的都下过，都有缓存了，我这里只是希望能够安心地看GitHub，以及可能会用到YouTube看一些演示视频或者教程，debug时遇到Stack Overflow也不至于完全挂掉。

而且这好像也给Firefox找到了存在的意义。以前总有人倡导，大家装了Ubuntu不要卸载firefox，否则把Chrome搞的一家独大了、寡头垄断了不好。现在从VPN代理的角度来讲，Firefox还是比Chrome方便多了，所以它值得出现在我的Favorite之中。

小福利

最近偶然找到了一个很好的PyTorch教程，这让我这个日常不上YouTube的用户找到了一丢丢上YouTube的理由。在这儿推荐给大家：

课程主页：deeplizard（对应有视频内容的文字教程）
视频列表（需翻墙）：YouTube
视频列表（搬运版本）：bilibili（我这里选择的是无字幕版本）

正好可以拿这个链接测试下翻墙效果哦~