Linux系统NAT实现机制的升级改进

来源:互联网 发布:化境云计算 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 23:51

  一点牢骚和希望

  一直以来,一直对Linux的NAT很不满,也写过《Linux系统如何平滑生效NAT》系列文章中的patch进行修补,还写过一些类Cisco实现的patch,然而都效果不大好,暴雨的夜晚,长假的倒数第二晚,虽然没有10月7日晚雨量大,可是10月6日晚上到7日凌晨,上海嘉定那边的雨也可以堪称暴雨了。一直想看却一直没有时间看的《斯巴达克斯 第三季》终于看完了,雨越大越兴奋,可是巴拉巴西的《链接》也看完了,《罗马人的故事》最后一卷也看完了,《黑天鹅》还没有到货,剩下的只有写点代码了...于是半瓶竹叶青陪我到天蒙蒙亮,修改了几个内核代码文件,debug了几小时,小睡了两小时后,起床去买新鲜的肉类和蔬菜以及海鲜,因为长假最后一天要一起在家吃火锅。火锅很爽,外面大雨如注,屋里热气腾腾...就这样,雨一直下到第二天早上。

  10月7日第一天上班,我正常出门,可是到了公司已经12点多,在上地铁的时候,涉水到膝盖,转弯,突然发现暗黄色漂浮物,臭气迎面而来,素不相识的一行人为了安全走在了一起,我在头阵...听说是附近的厕所出问题了,污水粪便就从地下涌了上来...继续前行,停下,还是回头?如果只有我一人,我肯定回头了,然而后面有俩MM,还挺时尚漂亮,都说要过去,然后再洗,另外一位本来应西装笔挺的正装哥们儿由于裤子太合身无法挽起,执意也要先走过去再说...我如此邋遢的该如何,可想而知...真心不想趟这浑水啊!!...

  这么多和工作无关的琐事,我太罗嗦了。步入正题了!

  alloc_null_binding的作用

  Linux的NAT实现是基于ip_conntrack的,这句话已经不知道说了多少遍。一切均实现在Netflter的HOOK函数里面,其逻辑一点也不复杂,然而有意个小小的要点,那就是:即使没有匹配到任何的NAT规则的和NAT无关的数据流,也要针对其执行一个null_binding,所谓的null_binding就是用其原有的源IP地址和目标IP地址构造一个range,然后基于这个range做转换,这看似是一个无用的东西,其实还真的有用。

  用处在哪里呢?注意null_binding只是不改变IP地址,其端口可能要发生改变。为何要改变和NAT无关的数据流的端口呢?因为和NAT有关的数据流可能为了五元组的唯一性已经将和NAT无关的数据流的某个端口给占用了,这就影响了和NAT无关的数据流五元组的唯一性。由于ip_conntrack是不区分是否和NAT有关的,而NAT操作要改变五元组,为了整个conntrack的五元组都是唯一的,哪怕只有一个数据流执行了NAT,也可能占用了某个其它数据流的五元组要素,进而引发连锁反应,所以全部要执行唯一性检测和更新,alloc_null_binding就是为了做这个操作。

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