1. 背景说明
本文主要介绍HTTPS(含SNI)业务场景下在Android端实现“IP直连”的通用解决方案。如果以OkHttp作为网络开发框架，由于OkHttp提供了自定义DNS服务接口可以优雅地实现IP直连。其方案相比通用方案更加简单且通用性更强，推荐您参考HttpDns+OkHttp最佳实践接入HttpDns。
1.1 HTTPS
发送HTTPS请求首先要进行SSL/TLS握手，握手过程大致如下：
- 客户端发起握手请求，携带随机数、支持算法列表等参数。
- 服务端收到请求，选择合适的算法，下发公钥证书和随机数。
- 客户端对服务端证书进行校验，并发送随机数信息，该信息使用公钥加密。
- 服务端通过私钥获取随机数信息。
- 双方根据以上交互的信息生成session ticket，用作该连接后续数据传输的加密密钥。
上述过程中，和HTTPDNS有关的是第3步，客户端需要验证服务端下发的证书，验证过程有以下两个要点：
- 客户端用本地保存的根证书解开证书链，确认服务端下发的证书是由可信任的机构颁发的。
- 客户端需要检查证书的domain域和扩展域，看是否包含本次请求的host。
如果上述两点都校验通过，就证明当前的服务端是可信任的，否则就是不可信任，应当中断当前连接。
当客户端使用HTTPDNS解析域名时，请求URL中的host会被替换成HTTPDNS解析出来的IP，所以在证书验证的第2步，会出现domain不匹配的情况，导致SSL/TLS握手不成功。
1.2 SNI
SNI（Server Name Indication）是为了解决一个服务器使用多个域名和证书的SSL/TLS扩展。它的工作原理如下：
- 在连接到服务器建立SSL链接之前先发送要访问站点的域名（Hostname）。
- 服务器根据这个域名返回一个合适的证书。
目前，大多数操作系统和浏览器都已经很好地支持SNI扩展，OpenSSL 0.9.8也已经内置这一功能。
上述过程中，当客户端使用HTTPDNS解析域名时，请求URL中的host会被替换成HTTPDNS解析出来的IP，导致服务器获取到的域名为解析后的IP，无法找到匹配的证书，只能返回默认的证书或者不返回，所以会出现SSL/TLS握手不成功的错误。
比如当你需要通过HTTPS访问CDN资源时，CDN的站点往往服务了很多的域名，所以需要通过SNI指定具体的域名证书进行通信。
2.HTTPS场景（非SNI）解决方案
针对“domain不匹配”问题，可以采用如下方案解决：hook证书校验过程中第2步，将IP直接替换成原来的域名，再执行证书验证。
【注意】基于该方案发起网络请求，若报出SSL校验错误，Android系统报错System.err: javax.net.ssl.SSLHandshakeException: java.security.cert.CertPathValidatorException: Trust anchor for certification path not found.，请检查应用场景是否为SNI（单IP多HTTPS域名）。
2.1 示例
此示例针对HttpURLConnection接口。
try {
String url = "https://140.205.160.59/?sprefer=sypc00";
HttpsURLConnection connection = (HttpsURLConnection) new URL(url).openConnection();
connection.setRequestProperty("Host", "m.taobao.com");
connection.setHostnameVerifier(new HostnameVerifier() {
/*
* 关于这个接口的说明，官方有文档描述：
* This is an extended verification option that implementers can provide.
* It is to be used during a handshake if the URL's hostname does not match the
* peer's identification hostname.
*
* 使用HTTPDNS后URL里设置的hostname不是远程的主机名(如:m.taobao.com)，与证书颁发的域不匹配，
* Android HttpsURLConnection提供了回调接口让用户来处理这种定制化场景。
* 在确认HTTPDNS返回的源站IP与Session携带的IP信息一致后，您可以在回调方法中将待验证域名替换为原来的真实域名进行验证。
*
*/
@Override
public boolean verify(String hostname, SSLSession session) {
return HttpsURLConnection.getDefaultHostnameVerifier().verify("m.taobao.com", session);
return false;
}
});
connection.connect();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
}3. HTTPS（SNI）场景方案
定制SSLSocketFactory，在createSocket时替换为HTTPDNS的IP，并进行SNI/HostNameVerify配置。
public class HttpDnsTLSSniSocketFactory extends SSLSocketFactory {
private final String TAG = HttpDnsTLSSniSocketFactory.class.getSimpleName();
HostnameVerifier hostnameVerifier = HttpsURLConnection.getDefaultHostnameVerifier();
private HttpsURLConnection conn;
public HttpDnsTLSSniSocketFactory(HttpsURLConnection conn) {
this.conn = conn;
}
@Override
public Socket createSocket() throws IOException {
return null;
}
@Override
public Socket createSocket(String host, int port) throws IOException, UnknownHostException {
return null;
}
@Override
public Socket createSocket(String host, int port, InetAddress localHost, int localPort) throws IOException, UnknownHostException {
return null;
}
@Override
public Socket createSocket(InetAddress host, int port) throws IOException {
return null;
}
@Override
public Socket createSocket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException {
return null;
}
// TLS layer
@Override
public String[] getDefaultCipherSuites() {
return new String[0];
}
@Override
public String[] getSupportedCipherSuites() {
return new String[0];
}
@Override
public Socket createSocket(Socket plainSocket, String host, int port, boolean autoClose) throws IOException {
String peerHost = this.conn.getRequestProperty("Host");
if (peerHost == null)
peerHost = host;
Log.i(TAG, "customized createSocket. host: " + peerHost);
InetAddress address = plainSocket.getInetAddress();
if (autoClose) {
// we don't need the plainSocket
plainSocket.close();
}
// create and connect SSL socket, but don't do hostname/certificate verification yet
SSLCertificateSocketFactory sslSocketFactory = (SSLCertificateSocketFactory) SSLCertificateSocketFactory.getDefault(0);
SSLSocket ssl = (SSLSocket) sslSocketFactory.createSocket(address, port);
// enable TLSv1.1/1.2 if available
ssl.setEnabledProtocols(ssl.getSupportedProtocols());
// set up SNI before the handshake
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1) {
Log.i(TAG, "Setting SNI hostname");
sslSocketFactory.setHostname(ssl, peerHost);
} else {
Log.d(TAG, "No documented SNI support on Android <4.2, trying with reflection");
try {
java.lang.reflect.Method setHostnameMethod = ssl.getClass().getMethod("setHostname", String.class);
setHostnameMethod.invoke(ssl, peerHost);
} catch (Exception e) {
Log.w(TAG, "SNI not useable", e);
}
}
// verify hostname and certificate
SSLSession session = ssl.getSession();
if (!hostnameVerifier.verify(peerHost, session))
throw new SSLPeerUnverifiedException("Cannot verify hostname: " + peerHost);
Log.i(TAG, "Established " + session.getProtocol() + " connection with " + session.getPeerHost() +
" using " + session.getCipherSuite());
return ssl;
}
}对于需要设置SNI的站点，通常需要重定向请求，下面给出了重定向请求的处理方法。
public void recursiveRequest(String path, String reffer) {
URL url = null;
try {
url = new URL(path);
conn = (HttpsURLConnection) url.openConnection();
String ip = httpdns.getIpByHostAsync(url.getHost());
if (ip != null) {
// 通过HTTPDNS获取IP成功，进行URL替换和HOST头设置
Log.d(TAG, "Get IP: " + ip + " for host: " + url.getHost() + " from HTTPDNS successfully!");
String newUrl = path.replaceFirst(url.getHost(), ip);
conn = (HttpsURLConnection) new URL(newUrl).openConnection();
// 设置HTTP请求头Host域
conn.setRequestProperty("Host", url.getHost());
}
conn.setConnectTimeout(30000);
conn.setReadTimeout(30000);
conn.setInstanceFollowRedirects(false);
HttpDnsTLSSniSocketFactory sslSocketFactory = new HttpDnsTLSSniSocketFactory(conn);
conn.setSSLSocketFactory(sslSocketFactory);
conn.setHostnameVerifier(new HostnameVerifier() {
/*
* 关于这个接口的说明，官方有文档描述：
* This is an extended verification option that implementers can provide.
* It is to be used during a handshake if the URL's hostname does not match the
* peer's identification hostname.
*
* 使用HTTPDNS后URL里设置的hostname不是远程的主机名(如:m.taobao.com)，与证书颁发的域不匹配，
* Android HttpsURLConnection提供了回调接口让用户来处理这种定制化场景。
* 在确认HTTPDNS返回的源站IP与Session携带的IP信息一致后，您可以在回调方法中将待验证域名替换为原来的真实域名进行验证。
*
*/
@Override
public boolean verify(String hostname, SSLSession session) {
String host = conn.getRequestProperty("Host");
if (null == host) {
host = conn.getURL().getHost();
}
return HttpsURLConnection.getDefaultHostnameVerifier().verify(host, session);
}
});
int code = conn.getResponseCode();// Network block
if (needRedirect(code)) {
//临时重定向和永久重定向location的大小写有区分
String location = conn.getHeaderField("Location");
if (location == null) {
location = conn.getHeaderField("location");
}
if (!(location.startsWith("http://") || location
.startsWith("https://"))) {
//某些时候会省略host，只返回后面的path，所以需要补全url
URL originalUrl = new URL(path);
location = originalUrl.getProtocol() + "://"
+ originalUrl.getHost() + location;
}
recursiveRequest(location, path);
} else {
// redirect finish.
DataInputStream dis = new DataInputStream(conn.getInputStream());
int len;
byte[] buff = new byte[4096];
StringBuilder response = new StringBuilder();
while ((len = dis.read(buff)) != -1) {
response.append(new String(buff, 0, len));
}
Log.d(TAG, "Response: " + response.toString());
}
} catch (MalformedURLException e) {
Log.w(TAG, "recursiveRequest MalformedURLException");
} catch (IOException e) {
Log.w(TAG, "recursiveRequest IOException");
} catch (Exception e) {
Log.w(TAG, "unknow exception");
} finally {
if (conn != null) {
conn.disconnect();
}
}
}
private boolean needRedirect(int code) {
return code >= 300 && code < 400;
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