在VxWorks下实现NAT/NAPT的方法 02 网络

samwalton

在mBlk结构中，有2个指向其它mBlk的指针：1个指向同一个包的下一个mBlk；另一个指向下一个包的链首的mBlk。ClBlk指向的就是实际存储数据的Cluster。

3 向VxWorks网络协议栈加入NAT

为了向VxWorks网络协议栈中加入NAT，必须实现2个基本操作：IP包的截获得IP包的处理。

3.1 VxWorks下IP包的截获

VxWorks网络协议栈在物理驱动层和IP层上分别提供了两类钩子函数：EtherHook和IpFilterHook。利用这两类钩子函数，可以实现对IP包的截获。

（1）EtherHook

EtherHook提供对以太帧的截获功能。它包括2个钩子函数：以太帧接收钩子函数EtherInputHook和以太帧发送钩子函数EtherOutPutHook。它们分别用函数EtherInputHookAdd和EtherOutputHookAdd安装。安装了这些钩子函数后，每当有以太帧被接收到时，函数EtherInputHook就会在该以太帧被提交给上层处理前被自动调用；每当有以太帧被发送时，函数EtherOutputHook会在该以太帧被发送前被自动调用。通过截获以太帖，可以达到截获IP包的目的。

（2）IpFilterHook

IpFilterHook提供对IP包的截获功能。它只对应1个钩子函数，用函数ipFilterHookAdd就可以完成IpFilterHook的安装。安装了IpFilterHook后，每当有IP包被接收到时，函数IpFilterHook就会被自动调用，从而实现对IP包的截获。

3.2 NAT过程中IP包的处理

利用钩子函数完成IP包的截获后，就可以根据需要对IP包进行处理。首先，可以从IP包中剥离出IP头，根据IP头中的“协议”域可以判断出是UDP包还是TCP包。然后，从IP包中剥离出UDP头或TCP头，利用IP头和UDP头或者TCP头中的相关信息，就可以根据需要进行IP地址和Port的转换处理。

NAT一般采用1个映射表来实现IP地址和Port的转换。对于截获到的IP包，通过比较IP包的目的IP、目的Port、源IP、源Port和NAT映射表中的相应表现，对IP包的目的IP、目的Port、源IP、源Port进行转换。

典型的NAT映射表如图5所示。

（1）处理由内到外的IP包

由内到外的IP包指的是私有网主机通过NAT发送到公共网主机的IP包。它的源IP是私有IP，目的IP是公共IP。

当截获到1个由内到外的IP包时，NAT首先以IP包的源IP和源Port作为Real Src IP和Real Src Port的匹配条件，在映射表中进行搜索。如果找到1个对应的表项，就用表项的NAT IP和NAT Port替换IP包的源IP和源Port，而保持IP包的目的IP和目的Port不变。然后，重新计算TCP或UDP的校验和，就可把IP包归还给VxWorks网络协议栈。

如果在映射表中没有搜索到对应的表项，NAT就会向映射表中添加1个新的表现。该表项中的Real Src IP和Real Src Port用IP包的源IP和源Port来填充；NAT Port用NAT分配的1个空闲Port填充。然后，根据新增加的表项，按照上面相同的步骤完成对IP包的处理。后续相同的IP包也都用这个表项来处理。

（2）处理由外到内的IP包

由外到内的IP包指的是从公共网通过NAT发送到私有用的IP包。它的源IP是公共IP，目的IP是NAT的公共IP。