一个可以直接使用的可用iptables配置的stateless NAT实现

使用iptables配置stateless NAT？我没有搞错。
可能你根本不知道这么多NAT的实现细节，或者说根本不在乎，那么本文就当是一个“如何编写iptables模块”的练习了。
实际上，我已经实现了一个可以配置stateless NAT的内核模块了，但是它的接口是基于procfs的，并不是说这个接口不好用，而是我觉得如果能集成到iptables就更加perfect了，难道不应该这样吗？有谁能忍受通过iptables和echo的方式配置两种NAT呢？难道不应该在一个iptables -L或者iptables-save命令中展示所有的配置吗？
       想法是一回事，实现是另一回事，二者之间需要有一个促成的动力，这个动力来自于一个陈年的帖子，大概是2004年的吧，那是我还在上学，那个帖子就是在讨论关于Linux下stateless NAT的问题，时隔多年，如果你搜索相关的主题，依然没有太好的答案。也许是没有这方面的需求，但真的没有吗？我觉得不。在2.4内核时期，还可以通过iproute2来配置stateless NAT，在2.6/3.X内核时期就只能用tc来配置了，不管怎么说，总是可以做到的，但是你不觉得太麻烦了吗？难道就不能像下面这样子配置一条stateless NAT吗？
iptables -t nat -A PREROUTING -j STATIC-2-WAY-NAT --mapaddr 192.168.184.250-192.168.184.154 --type src
不过请注意，iptables本身有一个默认的事实，那就是它是基于match和target的，它的句法是“如果...那么...”，这个句法在static staleless NAT便不适合了，因为对于这种NAT而言，每添加一条规则，就会自动生成一条反转的规则，这样的话，“如果...那么...”就不行了，要想用iptables配置stateless NAT，就必须仅仅将规则设置进内核，其它的都由独立的模块来做，换句话说，我们仅仅利用iptables的接口，而不使用它的match机制，因此我只需要注册一个target，在这个target的checkentry回调中完成“设置规则(正反两个方向)”的操作，在destroy回调中完成“删除规则”的操作，而target回调本身则什么都不做。幸亏target有这么两个回调函数，否则的话估计玩的还真的有点大。
       但是，千万别把checkentry/destroy这两个回调函数想得太简单，事实上，它们的调用机制远比你想象的要复杂得多，如果我说每添加一条规则，该target的所有的规则都要重新checkentry一次，这可能有点抽象又不合情理，那么下面我就先说一下iptables规则的添加机制。iptables添加/删除规则事实上操作的是两个规则集，即新的规则集replace旧的规则集，新旧规则集的区别在于对于添加操作新的规则集中多了一条要添加的规则，对于删除操作新的规则集中少了一条要删除的规则。每一个规则集都是一块连续的内存，正是因为内存的连续性是一个要求(内存连续可以完全基于offset来寻址，不必引入指针，完美利用局部性原理)，才会出现上述那种replace机制，因为每添加/删除一条规则规则集的大小就会发生变化。以下的文字摘自我的代码注释：

代码我已经放在了github上了，不过还是在这里贴一份，作为备份吧。
       给出代码前，先看一下用法，这个STATIC-2-WAY-NAT模块目前一共以下几个参数：
--mapaddr a.b.c.d-A.B.C.D
必须参数。它将地址a.b.c.d转换为A.B.C.D，至于是转换源地址还是目标地址，就看该配置的类型是src还是dst以及数据的方向了。
--type [src|dst]
必须参数。指示转换的类型，src表示源地址转换，它将--mapaddr参数中的源地址为a.b.c.d的数据包的源地址转换为A.B.C.D，目标地址为A.B.C.D的数据包的目标地址转换为a.b.c.d；dst表示目标地址转换，解释类似src。
--proto [udp|tcp]
可选参数。指示转换的数据包协议类型，如果缺失这个参数，则代表所有协议。
--dev [ethX|...]
可选参数。指示参与地址转换的数据包的接收网卡和发送网卡。
--mapport p1-p2
可选参数。指示第四层协议的端口转换规则，仅仅针对udp和tcp，即如果有这个参数，则必须指定proto为udp或者tcp。
目前的参数就以上这么多，日后会完善。使用方法很简单，为了好看那么一点点，我将我的NAT实现放在了nat表的PREROUTING和POSTROUTING上，在写规则的时候，随便哪个ROUTING都行，实现并不关心，matches在理论上是没有用的，但是它可以对精确匹配到的数据包屏蔽基于conntrack的原生NAT操作，这也算是一种副作用吧。
代码一共三个文件，可用但不完美，一条日志都没有打，也算一种拆弹方式...：

xt_STATIC-2-WAY-NAT.c：这是一个内核模块，实现了NAT的核心逻辑和iptables target接口

/*  * * procfs接口的用法(已经禁用)： * 对目标地址为1.2.1.2的数据包做目标地址转换，目标转为192.168.1.8 * echo +1.2.1.2 192.168.1.8 dst >/proc/net/static_nat * 上述命令会同时添加一条反向的SNAT映射 * * 上述命令添加协议支持： * echo +1.2.1.2 192.168.1.8 dst tcp >/proc/net/static_nat * * 继续增加端口映射的支持： * echo +1.2.1.2 192.168.1.8 dst tcp port-map 1234 80 >/proc/net/static_nat * * 请解释： * echo +192.168.184.250 192.168.184.154 src >/proc/net/static_nat * * iptables接口的用法： * 见下面的详细注释。 * */#include <linux/module.h>#include <linux/skbuff.h>#include <linux/ctype.h>#include <net/ip.h>#include <net/netfilter/nf_conntrack.h>#include <linux/netfilter/x_tables.h>#include "xt_STATIC-2-WAY-NAT.h"static __be16 skip_atos(const char *s){    __be16 i = 0;    while (isdigit(*s)) {        i = i * 10 + *((s)++) - '0';    }    return i;}#define DIRMASK 0x11#define BUCKETS 1024#define ENTRY_ADD   0x10#define ENTRY_DEL   0x20#define NAT_OPT_DEL         0x01#define NAT_OPT_FIND        0x04#define NAT_OPT_ACCT_BIT    0x02/* * 记录统计信息 */struct nat_account {    u32 nat_packets;    u32 nat_bytes;};/* * 这个entry数据结构的设计有两个选择： * 1.复杂模式： *      即将所有的信息都展现于entry本身，skb匹配过程根据skb本身的IP地址信息作为key， *      找到entry后再匹配第四层协议。 * 2.简单模式： *      即设置多张保存简单entry(仅仅保存IP地址映射信息)的hlist，每个协议一张表，匹配 *      时仅仅需要匹配从skb中取出的protocol相关的hlist即可。 * 很明显，第二种效率更高，但是也更松散，本实现采用第一种，日后补充实现第二种。 */struct static_nat_entry {    __be32 addr[DIR_NUM];    /* 该entry适用的第四层协议 */    u_int8_t proto;    union {        __be16 all[DIR_NUM];        struct {            __be16 port[DIR_NUM];        } tcp;        struct {            __be16 port[DIR_NUM];        } udp;        /* ...... */    } u;    enum nat_dir type;    struct net_device *dev;    struct nat_account acct[DIR_NUM];    struct hlist_node node[DIR_NUM];};/* * 返回查询结果 */struct map_result {    __be32 addr;    __be16 port;};static DEFINE_SPINLOCK(nat_lock);/* 保存SNAT映射 */struct hlist_head *src_list;/* 保存DNAT映射 */struct hlist_head *dst_list;/* * 用一个IP地址(对于PREROUTING是daddr，对于POSTROUTING是saddr)作为key来获取value。 */static unsigned int get_address_from_map(unsigned int dir,                                            __be32 addr_key,                                            __be16 port_key,                                            u8 proto_key,                                            unsigned int opt,                                            struct map_result *res,                                            unsigned int datalen,                                            const struct net_device *dev){    unsigned int ret = -1;    /* 首先匹配明细协议，然后再匹配通配协议 */    int try = 1;    __be32 cmp_key, ret_addr;    u32 hash;    struct hlist_head *list;    struct hlist_node *iter, *tmp;    struct static_nat_entry *ent;    /* 将协议作为hash计算的一部分，可以让来自同一地址的连接散列效果更好，     * 但是代价就是如果匹配不成功，则需要将协议设置为缺省通配协议，重新     * 匹配一次。     *     * 我的第一个版本在计算hash时并没有指定proto字段，第二个版本指定了，     * 因为经过我模拟的压力测试表明，对于配置明细协议的规则而言，匹配     * 会更加迅速。也就是说，这个效率和iptables是一样的，和你配置的规则     * 有关，即：最好配置带有明细协议的规则，而不是配置通配规则(你考虑     * 的少了，机器就要多考虑，反过来想让机器不考虑那么多，你自己就要     * 多考虑！)     */try_agin:    hash = jhash_2words(addr_key, (__be32)proto_key, 1);    hash = hash%BUCKETS;    spin_lock(&nat_lock);    if (dir == DIR_DNAT) {        list = &dst_list[hash];    } else if (dir == DIR_SNAT) {        list = &src_list[hash];    } else {        spin_unlock(&nat_lock);        goto out;    }    hlist_for_each_safe(iter, tmp, list) {        ent = hlist_entry(iter, struct static_nat_entry, node[dir]);        /* 注意反转 */        cmp_key = (ent->type == dir) ?                            ent->addr[0]:ent->addr[1];        ret_addr = (ent->type == dir) ?                            ent->addr[1]:ent->addr[0];        if (addr_key == cmp_key) {            __be16 cmp_port = (ent->type == dir) ?                                ent->u.all[0]:ent->u.all[1];            __be16 ret_port = (ent->type == dir) ?                                ent->u.all[1]:ent->u.all[0];            if (ent->proto != IPPROTO_MAX - 1 && ent->proto != proto_key) {                continue;            }            /* 如果addr比较不通过，就无需下面的了 */            if (cmp_port) {                /* 如果port不参与比较，就无需下面的了 */                if (cmp_port != port_key) {                    continue;                }            }            if (dev && ent->dev && dev != ent->dev) {                continue;            }            /* 实际上，上面的嵌套if完全可以用C的布尔逻辑搞定，但是那样的话if条件会很长 */            ret = 0;            res->addr = ret_addr;            res->port = ret_port;            try = try - 1;            if (opt == NAT_OPT_DEL) {                if (dir == ent->type) {                    hlist_del(&ent->node[0]);                    hlist_del(&ent->node[1]);                    if (ent->dev) {                        dev_put(ent->dev);                    }                    kfree(ent);                } else {                    ret = -1;                }            }            if (opt & NAT_OPT_ACCT_BIT) {                ent->acct[dir].nat_packets ++;                ent->acct[dir].nat_bytes += datalen;            }            break;        }    }    spin_unlock(&nat_lock);    if (try > 0) {        try = try - 1;        proto_key = IPPROTO_MAX - 1;        goto try_agin;    }out:    return ret;}/* * 处理第七层的函数 * 它处理第七层协议中携带地址端口信息的情况。 * 作为一个简单的例子，我用一个自定义的协议来举例： * ...||layer3||layer4||saddr|daddr|| */static int process_l7(struct sk_buff *skb, unsigned int dir, __be32 newaddr, __be16 newport){    int ret = 0;    goto out;out:    return ret;}static u8 get_l4_proto(struct sk_buff *skb){    u8 ret = IPPROTO_MAX - 1;    struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);    switch (iph->protocol) {    case IPPROTO_TCP:        ret = IPPROTO_TCP;        break;    case IPPROTO_UDP:        ret = IPPROTO_UDP;        break;    default:        ret= IPPROTO_MAX - 1;        break;    }    return ret;}static s16 get_l4_port(struct sk_buff *skb, unsigned int dir){    struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);    void *transport_hdr = (void *)iph + ip_hdrlen(skb);    struct tcphdr *tcph;    struct udphdr *udph;    __be16 ret = 0;    switch (iph->protocol) {    case IPPROTO_TCP:        tcph = transport_hdr;        if (dir == DIR_SNAT) {            ret = tcph->source;        } else if(dir == DIR_DNAT) {            ret = tcph->dest;        } else {            ret = 0;        }        break;    case IPPROTO_UDP:    case IPPROTO_UDPLITE:        udph = transport_hdr;        if (dir == DIR_SNAT) {            ret = udph->source;        } else if(dir == DIR_DNAT) {            ret = udph->dest;        } else {            ret = 0;        }        break;    default:        ret = 0;    }    return ret;}static void set_l4_port(struct sk_buff *skb, unsigned int dir, __be16 port){    struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);    void *transport_hdr = (void *)iph + ip_hdrlen(skb);    struct tcphdr *tcph;    struct udphdr *udph;    switch (iph->protocol) {    case IPPROTO_TCP:        tcph = transport_hdr;        if (dir == DIR_SNAT) {            tcph->source = port;        } else if(dir == DIR_DNAT) {            tcph->dest = port;        }        break;    case IPPROTO_UDP:    case IPPROTO_UDPLITE:        udph = transport_hdr;        if (dir == DIR_SNAT) {            udph->source = port;        } else if(dir == DIR_DNAT) {            udph->dest = port;        }        break;    }}/* * 更新第四层的校验码信息 */static void nat4_update_l4(struct sk_buff *skb,                            __be32 oldip, __be32 newip,                            __be16 oldport, __be16 newport){    struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);    void *transport_hdr = (void *)iph + ip_hdrlen(skb);    struct tcphdr *tcph;    struct udphdr *udph;    bool cond;    switch (iph->protocol) {    case IPPROTO_TCP:        tcph = transport_hdr;        inet_proto_csum_replace4(&tcph->check, skb, oldip, newip, 1);        if (newport) {            inet_proto_csum_replace2(&tcph->check, skb, oldport, newport, 0);        }        break;    case IPPROTO_UDP:    case IPPROTO_UDPLITE:        udph = transport_hdr;        cond = udph->check != 0;        cond |= skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL;        if (cond) {            inet_proto_csum_replace4(&udph->check, skb, oldip, newip, 1);            if (newport) {                inet_proto_csum_replace2(&udph->check, skb, oldport, newport, 0);            }            if (udph->check == 0) {                udph->check = CSUM_MANGLED_0;            }        }        break;    }}/* * 在POSTROUTING上执行源地址转换： * 1.正向源地址转换； * 2.目标地址转换的逆向源地址转换 */static unsigned int ipv4_nat_out(unsigned int hooknum,                 struct sk_buff *skb,                 const struct net_device *in,                 const struct net_device *out,                 int (*okfn)(struct sk_buff *)){    unsigned int ret = NF_ACCEPT, res = 0;    struct map_result mres;    struct iphdr *hdr = ip_hdr(skb);    __be16 port = 0;    u8 proto;    port = get_l4_port(skb, DIR_SNAT);    proto = get_l4_proto(skb);    memset(&mres, 0, sizeof(mres));    res = get_address_from_map(DIR_SNAT, hdr->saddr, port, proto, NAT_OPT_FIND|NAT_OPT_ACCT_BIT, &mres, skb->len, out);    if (res) {        goto out;    }    if (hdr->saddr == mres.addr) {        goto out;    }    /* 执行SNAT */    if (process_l7(skb, DIR_DNAT, mres.addr, mres.port)) {        /* 如果第七层发生了改变，则重新计算相关校验码 */    }    csum_replace4(&hdr->check, hdr->saddr, mres.addr);    nat4_update_l4(skb, hdr->saddr, mres.addr, port, mres.port);    if (mres.port) {        set_l4_port(skb, DIR_SNAT, mres.port);    }    hdr->saddr = mres.addr;out:    return ret;}/* * 在PREROUTING上执行目标地址转换： * 1.正向目标地址转换； * 2.源地址转换的逆向目标地址转换 */static unsigned int ipv4_nat_in(unsigned int hooknum,                      struct sk_buff *skb,                      const struct net_device *in,                      const struct net_device *out,                      int (*okfn)(struct sk_buff *)){    unsigned int ret = NF_ACCEPT, res = 0;    struct map_result mres;    struct iphdr *hdr = ip_hdr(skb);    __be16 port = 0;    u8 proto;    port = get_l4_port(skb, DIR_DNAT);    proto = get_l4_proto(skb);    if (skb->nfct && skb->nfct != &nf_conntrack_untracked.ct_general) {        goto out;    }    memset(&mres, 0, sizeof(mres));    res = get_address_from_map(DIR_DNAT, hdr->daddr, port, proto, NAT_OPT_FIND|NAT_OPT_ACCT_BIT, &mres, skb->len, in);    if (res) {        goto out;    }    if (hdr->daddr == mres.addr) {        goto out;    }    /* 执行DNAT */    if (process_l7(skb, DIR_DNAT, mres.addr, mres.port)) {        /* 如果第七层发生了改变，则重新计算相关校验码 */    }    csum_replace4(&hdr->check, hdr->daddr, mres.addr);    nat4_update_l4(skb, hdr->daddr, mres.addr, port, mres.port);    if (mres.port) {        set_l4_port(skb, DIR_DNAT, mres.port);    }    hdr->daddr = mres.addr;    /*     *  设置一个notrack 防止其被track以及nat.     *  这是绝对合适的，因为既然是static的stateless NAT     *  我们就不希望它被状态左右     **/    /*     * 其实，并不是主要避开基于conntrack的NAT就可以了，因为     * conntrack本身就不容你对两个方向的tuple进行随意修改     */    if (!skb->nfct) {        skb->nfct = &nf_conntrack_untracked.ct_general;        skb->nfctinfo = IP_CT_NEW;        nf_conntrack_get(skb->nfct);    }out:    return ret;}static struct nf_hook_ops ipv4_nat_ops[] __read_mostly = {    {        .hook       = ipv4_nat_in,        .owner      = THIS_MODULE,        .pf     = NFPROTO_IPV4,        .hooknum    = NF_INET_PRE_ROUTING,        .priority   = NF_IP_PRI_RAW + 1,    },    {        .hook       = ipv4_nat_out,        .owner      = THIS_MODULE,        .pf     = NFPROTO_IPV4,        .hooknum    = NF_INET_POST_ROUTING,        .priority   = NF_IP_PRI_CONNTRACK + 1,    },};static char *parse_addr(const char *input, __be32 *from, __be32 *to){    char *p1, *p2;    size_t length = strlen(input);    if (!(p1 = memchr(input, ' ', length))) {        return NULL;    }    if (!(p2 = memchr(p1 + 1, ' ', length - (p1 + 1 - input)))) {        return NULL;    }    if (!(in4_pton(input, p1 - input, (u8 *)from, ' ', NULL))            || !(in4_pton(p1 + 1, p2 - p1 - 1, (u8 *)to, ' ', NULL))) {        return NULL;    }    return ++p2;}static char *parse_port(char *input, __be16 *from, __be16 *to){    char *p1;    size_t length = strlen(input);    size_t delta = 0;    char tmp[8] = {0};    __be16 res;    /*portfrom portto*/    if (!(p1 = memchr(input, ' ', length))) {        return NULL;    }    delta = p1 - input;    memcpy(tmp, input, delta);    res = skip_atos(tmp);    if (!res) {        return NULL;    }    *from = htons(res);    memset(tmp, 0, sizeof(tmp));    memcpy(tmp, p1+1, length-delta);    res = skip_atos(tmp);    if (!res) {        return NULL;    }    *to = htons(res);    return p1;}static int add_remove_nat_entry(struct static_nat_entry *ent,                                __be32 from, __be32 to,                                __be16 from_port, __be16 to_port,                                u8 dir,                                u8 proto,                                struct net_device *dev,                                u8 opt){    int ret = 0;    __be32 normal, reverse;    struct map_result mres;    if (opt == ENTRY_ADD) {        if (!ent) {            ret = -EINVAL;            goto out;        }        ent->proto = proto;        /* 计算原始项的hash桶位置 */        normal = jhash_2words(from, (__be32)proto, 1);        normal = normal%BUCKETS;        /* 计算反转位置的hash桶位置 */        reverse = jhash_2words(to, (__be32)proto, 1);        reverse = reverse%BUCKETS;        /*         *  设置key/value对         *  注意，反转类型的hnode其key/value也要反转         */        ent->addr[0] = from;        ent->addr[1] = to;        ent->u.all[0] = from_port;        ent->u.all[1] = to_port;        /* 这是这个entry的type，用来区分生成的两条配置项 */        ent->type = dir;        ent->dev = dev;        /* 初始化链表节点 */        INIT_HLIST_NODE(&ent->node[DIR_SNAT]);        INIT_HLIST_NODE(&ent->node[DIR_DNAT]);        if (dir == DIR_SNAT) { /* 添加SNAT项，自动生成DNAT项 */            /* 首先判断是否已经存在了 */            if (!get_address_from_map(DIR_SNAT, from, from_port, proto, NAT_OPT_FIND, &mres, 0, dev) ||                    !get_address_from_map(DIR_SNAT, to, to_port, proto, NAT_OPT_FIND, &mres, 0, dev)) {                ret = -EEXIST;                goto out;            }            /* 落实到链表 */            spin_lock(&nat_lock);            hlist_add_head(&ent->node[DIR_SNAT], &src_list[normal]);            hlist_add_head(&ent->node[DIR_DNAT], &dst_list[reverse]);            spin_unlock(&nat_lock);        } else if(dir == DIR_DNAT) { /* 添加DNAT项，自动生成SNAT项 */            /* 首先判断是否已经存在了 */            struct map_result mres;            if (!get_address_from_map(DIR_DNAT, from, from_port, proto, NAT_OPT_FIND, &mres, 0, dev) ||                    !get_address_from_map(DIR_DNAT, to, to_port, proto, NAT_OPT_FIND, &mres, 0, dev)){                ret = -EEXIST;                goto out;            }            /* 落实到链表 */            spin_lock(&nat_lock);            hlist_add_head(&ent->node[DIR_DNAT], &dst_list[normal]);            hlist_add_head(&ent->node[DIR_SNAT], &src_list[reverse]);            spin_unlock(&nat_lock);        } else {            ret = -EINVAL;            goto out;        }    } else if (opt == ENTRY_DEL) {        u32 r1;        if (dir == DIR_SNAT) {            r1 = get_address_from_map(DIR_SNAT, from, from_port, proto, NAT_OPT_DEL, &mres, 0, dev);            if (r1) {                ret = -ENOENT;                goto out;            }        } else if(dir == DIR_DNAT) {            r1 = get_address_from_map(DIR_DNAT, from, from_port, proto, NAT_OPT_DEL, &mres, 0, dev);            if (r1) {                ret = -ENOENT;                goto out;            }        } else {            ret = -EINVAL;            goto out;        }    } else {        ret = -EINVAL;        goto out;    }out:        return ret;}static ssize_t static_nat_config_write(struct file *file, const char *buffer, size_t count, loff_t *unused){    int ret = 0;    size_t length = count;    __be32 from, to;    __be16 from_port = 0, to_port = 0;    u8 proto = 0;    char *buf = NULL;    char *p, *pport, *last;    struct static_nat_entry *ent;    struct net_device *dev = NULL;    if (length) {        char *pp = (char *)(buffer + (length - 1));        for (; (*pp < (char)32) || (*pp > (char)126); pp--) {            if (length <= 0) {                ret = -EINVAL;                goto out;            }            length--;        }    } else {        goto out;    }    buf = kzalloc((length + 1), GFP_ATOMIC);    if (!buf) {        ret = -ENOMEM;        goto out;    }    memcpy(buf, buffer, length);    if (!(p = parse_addr(buf + 1, &from, &to))) {        ret = -EINVAL;        goto out;    }    /*     * dev = dev_get_by_name(&init_net, $待解析的dev名字);     * */    if (strstr(p, "tcp") && !strstr(p, "udp")) {        proto = IPPROTO_TCP;    } else if (strstr(p, "udp") && !strstr(p, "tcp")) {        proto = IPPROTO_UDP;    } else {        /* 支持IPIP以及所有协议 */        proto = IPPROTO_MAX - 1;    }    if (((pport = strstr(p, "port-map")) != NULL) &&            ((last = parse_port(pport + strlen("port-map") + 1, &from_port, &to_port)) == NULL)) {        ret = -EINVAL;        goto out;    }    if ('+' == *buf) {        ent = (struct static_nat_entry *)kzalloc(sizeof(struct static_nat_entry), GFP_KERNEL);        if (!ent) {            ret = -EFAULT;            goto out;        }        if (strstr(p, "src")) { /* 添加SNAT项，自动生成DNAT项 */            ret = add_remove_nat_entry(ent, from, to, from_port, to_port, DIR_SNAT, proto, dev, ENTRY_ADD);            if (ret) {                kfree(ent);                goto out;            }        } else if(strstr(p, "dst")) { /* 添加DNAT项，自动生成SNAT项 */            ret = add_remove_nat_entry(ent, from, to, from_port, to_port, DIR_DNAT, proto, dev, ENTRY_ADD);            if (ret) {                kfree(ent);                goto out;            }        } else {            ret = -EFAULT;            kfree(ent);            goto out;        }    } else if ('-' ==*buf) {        if (strstr(p, "src")) {            ret = add_remove_nat_entry(NULL, from, to, from_port, to_port, DIR_SNAT, proto, dev, ENTRY_DEL);            if (ret) {                goto out;            }        } else if(strstr(p, "dst")) {            ret = add_remove_nat_entry(NULL, from, to, from_port, to_port, DIR_DNAT, proto, dev, ENTRY_DEL);            if (ret) {                goto out;            }        } else {            ret = -EINVAL;            goto out;        }    } else {        ret = -EINVAL;        goto out;    }    ret = count;out:    kfree(buf);    return ret;}static ssize_t static_nat_config_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos){    int len = 0;    static int done = 0;    int i;    char from[15], to[15];    char from_port[8], to_port[8];    char *kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault = NULL;/* 每一行的最大长度 */#define MAX_LINE_CHARS  128    if (done) {        done = 0;        goto out;    }    /*     * 分配一块内核内存，为了避免直接操作用户内存而引发页面调度，     * 页面调度会导致睡眠切换，而我们操作的内容处在自旋锁的保护     * 下，所以不能切换！     */    /*     * 问题：     * 我这里仅仅分配count大小的内存，是因为这个版本不支持多次读，     * 只能一次读完。也许我应该学学seq read的方法。     */    kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault = kzalloc(count, GFP_KERNEL);    if (!kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault) {        len = -ENOMEM;        done = 1;        goto out;    }    spin_lock(&nat_lock);    len += sprintf(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault + len, "Source trans table:\n");    if (len + MAX_LINE_CHARS > count) {        goto copy_now;    }    for (i = 0; i < BUCKETS; i++) {        struct hlist_node *iter, *tmp;        struct static_nat_entry *ent;        hlist_for_each_safe(iter, tmp, &src_list[i]) {            ent = hlist_entry(iter, struct static_nat_entry, node[DIR_SNAT]);            sprintf(from, "%pI4", (ent->type == DIR_SNAT)? &ent->addr[0]:&ent->addr[1]);            sprintf(to, "%pI4", (ent->type == DIR_SNAT)? &ent->addr[1]:&ent->addr[0]);            if (ent->u.all[0] && ent->u.all[1]) {                sprintf(from_port, "%d", ntohs((ent->type == DIR_SNAT)? ent->u.all[0]:ent->u.all[1]));                sprintf(to_port, "%d", ntohs((ent->type == DIR_SNAT)? ent->u.all[1]:ent->u.all[0]));                len += sprintf(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault + len,                            "From:%-15s To:%-15s    [%s %s] Port map[From:%-5s To:%-5s] [%s] [Bytes:%u  Packet:%u]\n",                                from,                                to,                                (ent->proto == IPPROTO_TCP)?                                            "TCP":                                            (ent->proto == IPPROTO_UDP)?"UDP":"ALL",                                (ent->type == DIR_SNAT)?"STATIC":"AUTO",                                from_port,                                to_port,                                (ent->dev == NULL)?"all":ent->dev->name,                                ent->acct[DIR_SNAT].nat_bytes,                                ent->acct[DIR_SNAT].nat_packets);            } else {                len += sprintf(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault + len,                            "From:%-15s To:%-15s    [%s %s] [%s] [Bytes:%u  Packet:%u]\n",                                from,                                to,                                (ent->proto == IPPROTO_TCP)?                                            "TCP":                                            (ent->proto == IPPROTO_UDP)?"UDP":"ALL",                                (ent->type == DIR_SNAT)?"STATIC":"AUTO",                                (ent->dev == NULL)?"all":ent->dev->name,                                ent->acct[DIR_SNAT].nat_bytes,                                ent->acct[DIR_SNAT].nat_packets);            }            if (len + MAX_LINE_CHARS > count) {                goto copy_now;            }        }    }    len += sprintf(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault + len, "\nDestination trans table:\n");    if (len + MAX_LINE_CHARS > count) {        goto copy_now;    }    for (i = 0; i < BUCKETS; i++) {        struct hlist_node *iter, *tmp;        struct static_nat_entry *ent;        hlist_for_each_safe(iter, tmp, &dst_list[i]) {            ent = hlist_entry(iter, struct static_nat_entry, node[DIR_DNAT]);            sprintf(from, "%pI4", (ent->type == DIR_DNAT)? &ent->addr[0]:&ent->addr[1]);            sprintf(to, "%pI4", (ent->type == DIR_DNAT)? &ent->addr[1]:&ent->addr[0]);            if (ent->u.all[0] && ent->u.all[1]) {                sprintf(from_port, "%d", ntohs((ent->type == DIR_DNAT)? ent->u.all[0]:ent->u.all[1]));                sprintf(to_port, "%d", ntohs((ent->type == DIR_DNAT)? ent->u.all[1]:ent->u.all[0]));                len += sprintf(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault + len,                            "From:%-15s To:%-15s    [%s %s] Port map[From:%-5s To:%-5s] [%s] [Bytes:%u  Packet:%u]\n",                                from,                                to,                                (ent->proto == IPPROTO_TCP)?                                            "TCP":                                            (ent->proto == IPPROTO_UDP)?"UDP":"ALL",                                (ent->type == DIR_DNAT)?"STATIC":"AUTO",                                from_port,                                to_port,                                (ent->dev == NULL)?"all":ent->dev->name,                                ent->acct[DIR_DNAT].nat_bytes,                                ent->acct[DIR_DNAT].nat_packets);            } else {                len += sprintf(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault + len,                            "From:%-15s To:%-15s    [%s %s] [%s] [Bytes:%u  Packet:%u]\n",                                from,                                to,                                (ent->proto == IPPROTO_TCP)?                                            "TCP":                                            (ent->proto == IPPROTO_UDP)?"UDP":"ALL",                                (ent->type == DIR_DNAT)?"STATIC":"AUTO",                                (ent->dev == NULL)?"all":ent->dev->name,                                ent->acct[DIR_DNAT].nat_bytes,                                ent->acct[DIR_DNAT].nat_packets);            }            if (len + MAX_LINE_CHARS > count) {                goto copy_now;            }        }    }copy_now:    spin_unlock(&nat_lock);    done = 1;    /* 这里已经解除自旋锁 */    if (copy_to_user(buf, kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault, len))  {        len = EFAULT;        goto out;    }out:    if (kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault) {        kfree(kbuf_to_avoid_user_space_memory_page_fault);    }    return len;}static const struct file_operations static_nat_file_ops = {    .owner      = THIS_MODULE,    .read       = static_nat_config_read,/* 由于有了iptables接口，为了不产生两个写接口的联动问题，特意封掉了procfs的write接口  *  .write      = static_nat_config_write, */};/***************************************************************************************************************************//* 以下就是iptables接口了，我只是为了迎合它的语法而已，事实上static 2-way nat的规则中，matches完全不起作用， * 甚至就连PREROUTING/POSTROUTING都完全不起作用，我的目的仅仅是将其设置进内核而已。因此起作用的只有target。 * 这是有原因的，因为我只是做一个纯粹的，无状态德，理所当然的，匹配地址端口即无条件转换的NAT，如果使用match * 将达不到这个要求，试想，如果有-i参数匹配网卡，那么反向的包怎么匹配，你不得不写两条规则，xtables-addons里面 * 的RAWNAT似乎不是很完全，因此我要自己搞一个。 * 事实上，我只是利用了target结构体的checkentry/destroy回调函数，在checkentry中添加规则，在destroy中删除规则， * 而所谓的规则也并不是指iptables规则，iptables只是起到一个stub的作用。 * 以下是一些规则样例： * 1.做源地址转换，将源IP地址为192.168.184.1的包的源地址转换为192.168.184.2，反方向的包自动完成目标地址转换： *   iptables -t nat -A PREROUTING -j STATIC-2-WAY-NAT --mapaddr 192.168.184.1-192.168.184.2 --type src  * 2.做目标地址转换，仅限于UDP协议，将目标IP地址为192.168.184.3的包的目标地址转换为192.168.184.4，反方向包自动做源地址转换： *   iptables -t nat -A PREROUTING -j STATIC-2-WAY-NAT --mapaddr 192.168.184.3-192.168.184.4 --type dst --proto udp * 3.做目标地址转换，仅限于TCP协议，解释同上，添加了一个端口映射： *   iptables -t nat -A PREROUTING -j STATIC-2-WAY-NAT --mapaddr 1.1.1.5-1.6.8.6 --type dst --proto tcp \ * --mapport 1234-80 * 4.以下规则的所有matches无效，起不到限制规则匹配的作用： *   iptables -t nat -A PREROUTING -i eth0 -p icmp -d 1.2.3.4 -j STATIC-2-WAY-NAT ... *//***************************************************************************************************************************//* 该链表保存了所有的当前iptales static nat规则 */LIST_HEAD(curr_entrys);DEFINE_SPINLOCK(curr_entrys_lock);/* * 引入下面的数据结构加入curr_entrys是有超级原因的。这是因为我必须维护两个链表。 * src_list/dst_list维护的是查找node，而entrys维护的则是iptables的规则node，为什么 * iptables的规则node不能重用src_list/dst_list呢？因为iptables允许添加两条多条相同 * 的规则。 * 因此必须采用引用计数的方式。关于这么做的原因还有一个因素，那就是iptables添加删除 * 规则时背后的操作： * 添加规则： *      1.开辟一块新的可以容纳新规则的内存空间(比原来的同一target空间大一个entry)； *      2.将老的规则全部copy到新的内存空间，新规则append到最后或者insert到中间(copy老规则时需预留间隙)； *      3.依次调用新内存空间所有entry的checkentry回调函数(失败则回退，略)； *      4.如果成功则调用老规则内存空间所有entry的destroy回调函数； *      5.释放老规则的内存空间； * *      各个步骤示意图如下所示(o:old  n:new)： * *          老规则空间：            o -1-  -2-  -3- * *          新规则空间：            ALLOC *                                  n ---  ---  ---  --- * *          拷贝老规则到新空间：    n -1-  -2-  -3-  --- * *          设置新规则：            n -1-  -2-  -3-  -4- * *          调用1-4的checkentry：   ->chk->chk->chk->chk *                                  n -1-  -2-  -3-  -4- * *          destroy老空间的规则：   ->dsy->dsy->dsy *                                  o -1-  -2-  -3-  * *          释放老规则空间：        FREE     *                                  o -1-  -2-  -3-  *  删除规则： *      和添加规则一样。 * *  之所以每次添加规则都要触动统一target所有的既有规则，是因为iptables规则在内存中是连续存放的， *  一开始的时候并不知道数量，因此只能在每次添加新规则的时候重新分配大一个entry的空间，然后拷贝， *  最终释放老地址空间。 */struct entry_node {    struct list_head list;    atomic_t refcnt;    struct net_device *dev;    __be32 from, to;    __be16 port_from, port_to;    u8 proto;    u8 dir;};static void entry_insert(struct entry_node *enode){    spin_lock_bh(&curr_entrys_lock);    list_add_tail(&enode->list, &curr_entrys);    spin_unlock_bh(&curr_entrys_lock);}static struct entry_node *entry_alloc(__be32 from, __be32 to,                                        __be16 port_from, __be16 port_to,                                        u8 proto,                                        u8 dir,                                        struct net_device *dev){    struct entry_node *node = kzalloc(sizeof(struct entry_node), GFP_KERNEL);    if (!node) {        return NULL;    }    if (dev) {        dev_hold(dev);    }    node->dev = dev;    node->from = from;    node->to = to;    node->port_from = port_from;    node->port_to = port_to;    node->proto = proto;    node->dir = dir;    INIT_LIST_HEAD(&node->list);    atomic_set(&node->refcnt, 1);    return node;}static bool check_and_use(__be32 from, __be32 to,                            __be16 port_from, __be16 port_to,                            u8 proto,                            u8 dir,                            struct net_device *dev){    bool ret = false;    struct entry_node *i;    spin_lock_bh(&curr_entrys_lock);    if (!list_empty(&curr_entrys)) {        list_for_each_entry(i, &curr_entrys, list) {            if (i->from == from &&                i->to == to &&                i->port_from == port_from &&                i->port_to == port_to &&                i->proto == proto &&                i->dir == dir &&                i->dev == dev) {                atomic_inc(&i->refcnt);                ret = true;            }        }    }    spin_unlock_bh(&curr_entrys_lock);    return ret;}static bool check_and_put(__be32 from, __be32 to,                            __be16 port_from, __be16 port_to,                            u8 proto,                            u8 dir,                            struct net_device *dev){    bool ret = false;    struct entry_node *i, *tmp;    spin_lock_bh(&curr_entrys_lock);    if (!list_empty(&curr_entrys)) {        list_for_each_entry_safe(i, tmp, &curr_entrys, list) {            if (i->from == from &&                i->to == to &&                i->port_from == port_from &&                i->port_to == port_to &&                i->proto == proto &&                i->dir == dir &&                i->dev == dev) {                if (atomic_dec_and_test(&i->refcnt)) {                    list_del(&i->list);                    if (dev) {                        dev_put(dev);                    }                    kfree(i);                    ret = true;                }            }        }    }    spin_unlock_bh(&curr_entrys_lock);    return ret;}/*  * 理论上讲，下面这个函数应该是iptables的一条规则中所有match都匹配到之后要调用的函数， * 但是，你可以看到，在我的static 2-way nat中，它并不起任何作用。 * 但是等等！ * 它事实上取消了排在这个规则后面的statefull NAT的执行，因为它直接在nat表中ACCEPT了， * 这是什么，这是一个副作用，这个副作用竟然如此有用，以至于它已经可以模拟Cisco/H3C设备的 * NAT了：静态NAT优先执行！ * * 看来这是iptables相比procfs接口的一个特别有用的副作用了！ */static unsigned intdo_nothing(struct sk_buff *skb, const struct xt_target_param *par){    return NF_ACCEPT;}static bool do_all_things_add(const struct xt_tgchk_param *par){    int ret = true;    __be32 from = 0, to = 0;    __be16 from_port = 0, to_port = 0;    u8 proto;    u8 dir;    struct static_nat_entry *ent = NULL;    const struct xt_static_nat_tginfo *info = par->targinfo;    struct net_device *dev;/* * struct xt_static_nat_tginfo { *  __be32 addr[DIR_NUM]; *  __be16 port[DIR_NUM]; *  u_int8_t proto; *  u_int8_t dir; * }; */    from = info->addr[0];    to = info->addr[1];    from_port = info->port[0];    to_port = info->port[1];    proto = info->proto;    dir = info->dir;    dev = dev_get_by_name(&init_net, info->dev);    /* 只有在链表中没有该entry的情况下才添加 */    if (!check_and_use(from, to, from_port, to_port, proto, dir, dev)) {        struct entry_node *enode = entry_alloc(from, to, from_port, to_port, proto, dir, dev);        if (enode) {            entry_insert(enode);            ent = (struct static_nat_entry *)kzalloc(sizeof(struct static_nat_entry), GFP_KERNEL);            if (!ent) {                ret = false;                goto out;            }            ret = add_remove_nat_entry(ent, from, to, from_port, to_port, dir, proto, dev, ENTRY_ADD);            if (ret) {                ret = false;                kfree(ent);                check_and_put(from, to, from_port, to_port, proto, dir, dev);                goto out;            }        } else {            ret = false;            goto out;        }    } else if (dev) {        dev_put(dev);    }    ret = true;out:    return ret;}static void do_all_things_del(const struct xt_tgdtor_param *par){    int ret = 0;    __be32 from = 0, to = 0;    __be16 from_port = 0, to_port = 0;    u8 proto;    u8 dir;    const struct xt_static_nat_tginfo *info = par->targinfo;    struct net_device *dev = NULL;    from = info->addr[0];    to = info->addr[1];    from_port = info->port[0];    to_port = info->port[1];    proto = info->proto;    dir = info->dir;    dev = dev_get_by_name(&init_net, info->dev);    if (check_and_put(from, to, from_port, to_port, proto, dir, dev)) {        ret = add_remove_nat_entry(NULL, from, to, from_port, to_port, dir, proto, dev, ENTRY_DEL);        if (ret) {            goto out;        }    }out:    if (dev) {        dev_put(dev);    }    return;}static struct xt_target static_nat_tg_reg[] __read_mostly = {    {        .name       = "STATIC-2-WAY-NAT",        .family     = NFPROTO_IPV4,        .target     = do_nothing,        .table      = "nat",        .targetsize = XT_ALIGN(sizeof(struct xt_static_nat_tginfo)),        .checkentry = do_all_things_add,        .destroy    = do_all_things_del,        .hooks      = (1 << NF_INET_POST_ROUTING) |                              (1 << NF_INET_PRE_ROUTING),        .me         = THIS_MODULE,    },};static int __init nf_static_nat_init(void){    int ret = 0;    int i;    src_list = kzalloc(sizeof(struct hlist_head) * BUCKETS, GFP_KERNEL);    if (!src_list) {        ret = -ENOMEM;        goto out;    }    dst_list = kzalloc(sizeof(struct hlist_head) * BUCKETS, GFP_KERNEL);    if (!dst_list) {        ret = -ENOMEM;        goto out;    }    ret = nf_register_hooks(ipv4_nat_ops, ARRAY_SIZE(ipv4_nat_ops));    if (ret < 0) {        printk("nf_nat_ipv4: can't register hooks.\n");        goto out;    }    ret = xt_register_targets(static_nat_tg_reg, ARRAY_SIZE(static_nat_tg_reg));    if (ret < 0) {        printk("nf_nat_ipv4: can't register targets.\n");        goto out;    }    if (!proc_create("static_nat", 0644, init_net.proc_net, &static_nat_file_ops)) {        ret = -ENOMEM;        goto out;    }    for (i = 0; i < BUCKETS; i++) {        INIT_HLIST_HEAD(&src_list[i]);        INIT_HLIST_HEAD(&dst_list[i]);    }    return ret;out:    if (src_list) {        kfree(src_list);    }    if (dst_list) {        kfree(dst_list);    }    return ret;}static void __exit nf_static_nat_fini(void){    int i;    remove_proc_entry("static_nat", init_net.proc_net);    xt_unregister_targets(static_nat_tg_reg, ARRAY_SIZE(static_nat_tg_reg));    nf_unregister_hooks(ipv4_nat_ops, ARRAY_SIZE(ipv4_nat_ops));    spin_lock(&nat_lock);    for (i = 0; i < BUCKETS; i++) {        struct hlist_node *iter, *tmp;        struct static_nat_entry *ent;        hlist_for_each_safe(iter, tmp, &src_list[i]) {            ent = hlist_entry(iter, struct static_nat_entry, node[0]);            hlist_del(&ent->node[DIR_SNAT]);            hlist_del(&ent->node[DIR_DNAT]);            kfree(ent);        }    }    spin_unlock(&nat_lock);    if (src_list) {        kfree(src_list);    }    if (dst_list) {        kfree(dst_list);    }}module_init(nf_static_nat_init);module_exit(nf_static_nat_fini);MODULE_DESCRIPTION("STATIC two-way NAT");MODULE_AUTHOR("[e-mail]");MODULE_LICENSE("GPL");

libxt_STATIC-2-WAY-NAT.c：这是用户态的iptables target模块的实现文件

/* *  根据Netfilter/iptables社区的友好相权，逼出来一个iptables接口。 *  相比procfs要友好多了 * *  起初，我就是嫌iptables模块写起来太麻烦，后来写过procfs接口之后才发现， *  原来最麻烦的不是例行公事的调用，而是字符串解析。使用iptables框架的好处 *  在于它已经有了很多可重用的字符串解析以及到IP地址，端口的转换接口 */#include <getopt.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <xtables.h>#include "xt_STATIC-2-WAY-NAT.h"#undef XT_ALIGN#define XT_ALIGN(s) (((s) + (__alignof__(struct _xt_align)-1))  \                    & ~(__alignof__(struct _xt_align)-1))/* 枚举规则解析状态机的当前状态 */enum {    ADDR_OK = (1<<0),    TYPE_OK = (1<<1),    PROTO_OK = (1<<2),    PORT_OK = (1<<3),    DEV_OK  = (1<<4),};/* 规则命令定义 */static const struct option static_2_way_nat_tg_opts[] = {    {.name = "mapaddr", .has_arg = true, .val = 'a'},    {.name = "mapport", .has_arg = true, .val = 'o'},    {.name = "proto", .has_arg = true, .val = 'p'},    /* 本来想将type设置成source/destination的，但UNIX短名称传统更适合Linux */    {.name = "type", .has_arg = true, .val = 't'},    /* 本来想为dev设置inside/outside属性的，但是还是用Linux术语吧 */    {.name = "dev", .has_arg = true, .val = 'd'},    {},};static void static_2_way_nat_tg_help(void){    printf("STATIC-2-WAY-NAT target options:\n""    --mapaddr from-to --type [src|dst] --dev [ethX] --proto [tcp|udp|all] --mapport from_port-to_port\n");}/* 从字符串解析IP地址 */static void parse_addr(const char *orig_arg, struct xt_static_nat_tginfo *info){    char *arg, *dash;    size_t delta, len;    u_int32_t from, to;    arg = strdup(orig_arg);    if (arg == NULL) {        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "strdup");    }    len = strlen(arg);    dash = strchr(arg, '-');    if (!dash) {        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "invalid argument.");    }    delta = dash - arg;    arg[delta] = 0;    from = inet_addr(arg);    if (from == INADDR_NONE){        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "invalid from address.");    }    info->addr[0] = from;    arg += delta + 1;    to = inet_addr(arg);    if (to == INADDR_NONE){        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "invalid to address.");    }    info->addr[1] = to;}/* 从字符串解析端口信息 */static void parse_port(const char *orig_arg, struct xt_static_nat_tginfo *info){    char *arg, *dash;    size_t delta, len;    u_int16_t from, to;    arg = strdup(orig_arg);    if (arg == NULL) {        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "strdup");    }    len = strlen(arg);    dash = strchr(arg, '-');    if (!dash) {        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "invalid argument.");    }    delta = dash - arg;    arg[delta] = 0;    from = atoi(arg);    if (from == 0){        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "invalid from port.");    }    info->port[0] = htons(from);    arg += delta + 1;    to = atoi(arg);    if (to == 0){        xtables_error(RESOURCE_PROBLEM, "invalid to port.");    }    info->port[1] = htons(to);}/* iptables框架内的规则命令解析回调函数实现 */static intstatic_2_way_nat_tg_parse(int c, char **argv, int invert, unsigned int *flags,                  const void *entry, struct xt_entry_target **target){    int ret = false;    struct xt_static_nat_tginfo *info = (void *)(*target)->data;    switch (c) {    case 'a':        if (*flags & ADDR_OK) {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: multi addrmap.");        }        parse_addr(optarg, info);        /* 如果没有携带或者还没有解析到协议参数，则设置默认值 */        if (!(*flags & PROTO_OK)) {            info->proto = IPPROTO_MAX - 1;        }        /* 如果没有携带或者还没有解析到端口参数，则设置默认值 */        if (!(*flags & PORT_OK)) {            info->port[0] = 0;            info->port[1] = 0;        }        /* 如果没有携带或者还没有解析到网卡参数，则设置默认值 */        if (!(*flags & DEV_OK)) {            memset(&info->dev[0], 0, MAX_DEV_NAME);            strcpy(info->dev, "");        }        *flags |= ADDR_OK;        ret = true;        break;    case 'o':        if (*flags & PORT_OK) {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: multi portmap.");        }        parse_port(optarg, info);        *flags |= PORT_OK;        ret = true;        break;    case 'p':        if (*flags & PROTO_OK) {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: multi protocol.");        }        if (!strcmp (optarg, "tcp")) {            info->proto = IPPROTO_TCP;        } else if (!strcmp (optarg, "udp")) {            info->proto = IPPROTO_UDP;        } else {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: invalid type.");        }        *flags |= PROTO_OK;        ret = true;        break;    case 't':        if (*flags & TYPE_OK) {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: multi type.");        }        if (!strcmp (optarg, "src")) {            info->dir = DIR_SNAT;        } else if (!strcmp (optarg, "dst")) {            info->dir = DIR_DNAT;        } else {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: invalid type.");        }        *flags |= TYPE_OK;        ret = true;        break;    case 'd':        if (*flags & DEV_OK) {            xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: multi device.");        }        strncpy(info->dev, optarg, MAX_DEV_NAME);        *flags |= DEV_OK;        ret = true;        break;    }    return ret;}/* iptables框架内的规则命令解析完毕检查回调函数实现 */static void static_2_way_nat_tg_check(unsigned int flags){    /* 地址转换信息和类型[SNAT|DNAT]是必须要设置的 */    if (!(flags & ADDR_OK) || !(flags & TYPE_OK)) {        xtables_error(PARAMETER_PROBLEM, "STATIC-2-WAY-NAT: "            "\"--mapaddr a.b.c.d-A.B.C.D and --type [src|dst]\" is required.");    }}static voidstatic_2_way_nat_tg_print(const void *entry, const struct xt_entry_target *target,                  int numeric){    u_int32_t addr;    const struct xt_static_nat_tginfo *info = (const void *)target->data;    if (!info) {        return;    }    addr = info->addr[0];    printf(" --mapaddr %s-", xtables_ipaddr_to_numeric((struct in_addr *)&addr));    addr = info->addr[1];    printf("%s --type %s --proto %s --mapport %d-%d --dev %s",                xtables_ipaddr_to_numeric((struct in_addr *)&addr),                (info->dir == DIR_SNAT)?"src":"dst",                (info->proto == IPPROTO_TCP)?"tcp":                                            ((info->proto == IPPROTO_UDP)?"udp":"all"),                ntohs(info->port[0]),                ntohs(info->port[1]),                !strcmp(info->dev, "")?"all":info->dev);}/* iptables-save将按照该函数的实现来罗列规则 */static voidstatic_2_way_nat_tg_save(const void *entry, const struct xt_entry_target *target){    u_int32_t addr;    const struct xt_static_nat_tginfo *info = (const void *)target->data;    if (!info) {        return;    }    addr = info->addr[0];    printf(" --mapaddr %s-", xtables_ipaddr_to_numeric((struct in_addr *)&addr));    addr = info->addr[1];    printf("%s --type %s --proto %s --mapport %d-%d --dev %s",                xtables_ipaddr_to_numeric((struct in_addr *)&addr),                (info->dir == DIR_SNAT)?"src":"dst",                (info->proto == IPPROTO_TCP)?"tcp":                                            ((info->proto == IPPROTO_UDP)?"udp":"all"),                ntohs(info->port[0]),                ntohs(info->port[1]),                !strcmp(info->dev, "")?"all":info->dev);}static struct xtables_target static_2_way_nat_tg_reg = {        .version       = XTABLES_VERSION,        .name          = "STATIC-2-WAY-NAT",        .family        = NFPROTO_IPV4,        .size          = XT_ALIGN(sizeof(struct xt_static_nat_tginfo)),        .userspacesize = XT_ALIGN(sizeof(struct xt_static_nat_tginfo)),        .help          = static_2_way_nat_tg_help,        .parse         = static_2_way_nat_tg_parse,        .final_check   = static_2_way_nat_tg_check,        .print         = static_2_way_nat_tg_print,        .save          = static_2_way_nat_tg_save,        .extra_opts    = static_2_way_nat_tg_opts,};static __attribute__((constructor)) void static_2_way_nat_tg_ldr(void){    xtables_register_target(&static_2_way_nat_tg_reg);}

xt_STATIC-2-WAY.h：这是一个头文件，内核模块和用户态文件公用

#ifndef _LINUX_NETFILTER_XT_TARGET_STATICNAT#define _LINUX_NETFILTER_XT_TARGET_STATICNAT 1#define MAX_DEV_NAME    8enum nat_dir {    DIR_SNAT,    DIR_DNAT,    DIR_NUM = 2};struct xt_static_nat_tginfo {    u_int32_t addr[DIR_NUM];    u_int16_t port[DIR_NUM];    u_int8_t proto;    u_int8_t dir;    char dev[MAX_DEV_NAME];};#endif /* _LINUX_NETFILTER_XT_TARGET_STATICNAT */

最后是一个Makefile：

obj-m += xt_STATIC-2-WAY-NAT.oall: module xtlib        @truemodule:        make -C /lib/modules/`uname -r`/build SUBDIRS=`pwd` modules        @rm -rf *.o .tmp_versions .*.mod.o .*.o.cmd *.mod.c .*.ko.cmd Module.symvers modules.order *.oo xtlib:        gcc libxt_STATIC-2-WAY-NAT.c -fPIC -shared -o libxt_STATIC-2-WAY-NAT.so  -L/usr/local/lib -lxtables        @rm -rf *.o .tmp_versions .*.mod.o .*.o.cmd *.mod.c .*.ko.cmd Module.symvers modules.order *.oo clean:        rm -rf *.ko *.o .tmp_versions .*.mod.o .*.o.cmd *.mod.c .*.ko.cmd Module.symvers modules.order *.so *.oo

追加一个readme：

如果你在寻找Linux上配置诸如Cisco设备上的static双向NAT的方法，这个或许就是你想要的；what？你觉得它完不成PAT？是的，它不行。但是想做PAT为何不使用现有的iptables实现呢？它可以自动为你解决元组唯一性问题。不要从概念上分析，事实上，static双向NAT是完全对称的，一对一的，也只有在BOX两边的网络在拓扑级别是完全对等的情形下，这种NAT或许才是有用的，Cisco设备经常处在这样的位置，比如一个很大的stub节点的出口位置，比如两个domain的中间位置...我将名字取为STATIC-2-WAY-NAT，比较长也比较怪，完全不符合UNIX的小写短名传统，我的想法是：这样可以少写很多的帮助信息，因为名字就是自解释的。

关于备份不得不多说几句，我现在有时候在工作中碰到问题的时候，参考的最多的就是我自己的博客，因为总是隐隐约约觉得自己曾经搞定过某件事，但只是曾经而已，只要有迹可寻，找到那个曾经的方案即可，当然，如果现在重新从零开始最终也是可以搞定的，但是那将浪费很多时间。以前我喜欢在纸上做笔记，但是几乎不做索引，随着本子越来越多越来越厚，就很难找到要找的东西了，后来就改成了在电脑里用Word，OneNote甚至记事本做笔记，可是最终的结果和用纸和笔的效果一样，后来我觉得互联网上现成的索引做的不错，为何不让搜索引擎替我搜索呢？于是就改成博客的方式了，至于代码，我倒不是很看重，自娱自乐而已，我主要想记录的是当时想了些什么而不是怎么做的。其实你有没有想过，你参考的最多还是自己以往的经验，而不是别人的，因此干嘛不把自己以往的想法录下来呢？以前是写日记，现在是写博客，零散的想法以前可以随身带个小本子写随笔，现在有微博和朋友圈，其实万变不离其中。