利用虚拟网络设备和Netfilter钩子开发UDP隧道技术

资源摘要信息:"C_Netdevice_Tunnel:通过 Virutal Net Device 和 Netfilter Hook 实现 UDP 隧道" 知识点概述： 1. 虚拟网络设备(Virtual Net Device)：在操作系统内核中，虚拟网络设备是一种软件抽象，用于模拟物理网络接口的功能，可以在没有物理硬件支持的情况下进行网络通信。它为网络协议栈提供了一个接口，使得数据包能够通过这种虚拟的通道发送和接收。 ***filter Hook：Netfilter是Linux内核中一个用于扩展网络栈功能的框架，它提供了一系列的钩子（Hook）点，允许内核模块在数据包处理流程的特定位置插入自定义的处理函数。通过在这些钩子点注册回调函数，开发者可以修改、丢弃或转发经过网络栈的数据包。 3. UDP隧道：隧道技术是指在一种网络协议上承载另一种网络协议的技术，使得两个网络之间的通信就像在一个隧道中进行一样。UDP隧道是指利用UDP协议传输封装后的数据包，使得原本不通过UDP传输的协议（如TCP）的数据能够通过UDP通道传输。 4. 兼容性环境：在本项目中，验证环境指定为Ubuntu 14.04和Mint 17操作系统，内核版本为3.13.0，支持i386和amd64架构。 5. 实现细节： - 主文件：包含了内核模块的初始化和退出函数，这是内核模块的入口点。 - 开发工具：负责创建虚拟网络设备并实现数据包的发送（隧道tx）。 - 过滤器：负责创建网络过滤器钩子并实现数据包的接收处理。 - 炸玉米饼（Kernel headers）：包含了Linux内核的头文件、定义的值、宏以及类型和函数声明，这是开发内核模块的基础。 如何实现UDP隧道： 1. 定义虚拟网络设备：首先需要定义一个虚拟网络设备，它需要注册到内核的网络设备接口，并提供必要的功能以模拟真实的网络接口。 2. 实现Netfilter Hook：接着需要在Netfilter的钩子点上注册处理函数，这些处理函数会根据需要对经过的网络数据包进行操作。例如，可以在PREROUTING钩子点上捕获数据包，并在POSTROUTING钩子点上修改数据包的源地址和目的地址。 3. 配置数据包类型：项目中指定了能够通过隧道的数据包类型，包括ARP请求/回复、ICMP请求/回复、TCP和UDP数据包。需要在Netfilter钩子点上添加逻辑来识别并处理这些数据包类型。 4. 隧道的建立和维护：通过虚拟网络设备，内核模块需要确保正确地封装和解封装数据包，并在两台计算机之间建立稳定的UDP隧道连接。 5. 测试和验证：最后，需要在实际的网络环境中测试UDP隧道的功能，确保其在指定的环境（如Ubuntu 14.04和Mint 17）下能够稳定运行。测试环境包括两台计算机，其中一台作为数据发送方，另一台作为接收方。 开发C语言内核模块所涉及的技术和知识点包括： - 对Linux内核编程的深入理解，特别是内核模块开发。 - 熟悉Netfilter框架和网络协议栈的工作原理。 - 掌握数据包处理和转发的逻辑，特别是在网络层和传输层。 - 对虚拟网络设备的创建和管理有清晰的理解。 - 能够编写在内核级别安全运行的代码，避免潜在的安全漏洞和系统崩溃风险。 - 进行测试和调试内核模块，以确保其稳定性和性能。 通过本项目，开发者可以学习和实践如何在Linux环境下使用C语言开发网络通信相关的内核模块，以及如何利用现有的内核框架（如Netfilter）来扩展网络功能，实现特定的网络协议传输需求。