可能很多人觉得我无聊,使用Bridge模式不就好了吗?...其实,我之所以这么做,是认为作为一个这方面技术的爱好者,一定要有一种死磕和较真的精神,你说不行,我偏偏找出一种可行的办法!促使我写下本文的动力来自于一个疑问:如果说vmnat作为七层的NAT,而且我们也确认了对于TCP而言,它确实是在应用层接管了整个连接,那么对于UDP和ICMP是不是也是这样子呢?如果答案为“是”或者“不是”,这又是为什么呢??
......
现在进入正文。Guest OS内抓包:
Host OS内抓包:
这说明,Guest发往baidu的数据包,vmnat好像只是做了单纯的NAT,而baidu发回Host的数据包中,vmnat将整个IP头都换了。之所以对正向包和反向包采用不同的NAT策略,是有理由的:
因此,vmnat省去了一半的力气,它只需抓取VMWare虚拟网卡发出的RAW数据包或者直接PACKET抓取,然后简单修改IP地址后再RAW/PACKET发出,就不用管了,直到回来的数据包被协议栈路由到vmnat,只剩下裸数据,被剥离了IP头信息,那么vmnat只需要构造一个IP头在裸数据上,其中的目标IP改成GuestOS的网卡IP,然后注入到VMNet虚拟网卡中即可。
我又一次见证了tun虚拟网卡的思想是多么的伟大!
数据包都拿到手了,还有什么不能做的吗?话说哪怕数据包不在手上,不也是可以自己构造一个吗?
#include#include #include #include #include "pcap.h" #define PROT_ICMP 1 #define PROT_UDP 17 #define TYPE_TTLEXCEED 11 #define LEN_ETH 14 #define LEN_IP 20 #define LEN_MACADDR 6 #define LEN_MAXIP 16 typedef struct ip_header { // from Linux kernel u_char type_and_ver; u_char tos; u_short tot_len; u_short id; u_short frag_off; u_char ttl; u_char protocol; u_short check; u_int32_t saddr; u_int32_t daddr; /*The options start here. */ }__attribute__((packed)) ipheader; typedef struct icmphdr { // from Linux kernel u_char type; u_char code; u_short checksum; union { struct { u_short id; u_short sequence; } echo; u_int32_t gateway; struct { u_short __unused; u_short mtu; } frag; } un; }__attribute__((packed)) icmpheader;; pcap_t *hdto = NULL; void packet_handler(u_char *param, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data); char source[LEN_MAXIP]; char destination[LEN_MAXIP]; char mac[LEN_MACADDR]; // 我使用arp -a|find ...来获取mac地址,而不是使用Win API,因为我恨它们! void get_mac(char *src, char *mac) { char result[256] = {0}; char cmd[32] = {0}; FILE *fp; int idx, mac_idx; sprintf(cmd, "arp -a|find \"%s\"", src); if((fp = popen(cmd, "r")) == NULL) { return; } if (fgets(result, 256, fp) == NULL) { return; } pclose(fp); for (idx = 15, mac_idx = 0; idx < strlen(result); idx ++) { if (result[idx] == '-'){ char *str; char base[4]; sprintf(base, "0x%c%c", result[idx-2], result[idx-1]); mac[mac_idx] = strtol(base, &str, 16); mac_idx++; if (mac_idx == 5) { sprintf(base, "0x%c%c", result[idx+1], result[idx+2]); mac[mac_idx] = strtol(base, NULL, 16); } } } } static int cksum(u_short *addr, int len) { int nleft = len; u_short *w = addr; int sum = 0; u_short ret = 0; while (nleft > 1) { sum += *w++; nleft -= 2; } if (nleft == 1) { *(u_char *)(&ret) = *(u_char *)w ; sum += ret; } sum = (sum >> 16) + (sum & 0xffff); sum += (sum >> 16); ret = ~sum; return ret; } int main(int argc, char **argv) { pcap_if_t *alldevs, *phy_if, *virt_if; pcap_if_t *dev_if,*to; char *phyaddr, *virtaddr; pcap_t *hdfrom; char errbuf[PCAP_ERRBUF_SIZE]; struct bpf_program fcode; int opt = 0; static const char *optString = "p:v:s:d:"; opt = getopt(argc, argv, optString); while( opt != -1 ) { switch( opt ) { case 'p': phyaddr = optarg; break; case 'v': virtaddr = optarg; break; case 's': strcpy(source, optarg); get_mac(source, mac); break; case 'd': strcpy(destination, optarg); break; default: printf("XXX -p $物理网卡地址 -v $VMNet8的地址 -s $虚拟机的IP $目标IP\n"); break; } opt = getopt( argc, argv, optString ); } if(pcap_findalldevs(&alldevs, errbuf) == -1) { return -1; } // 这个在Windows上是一件令人悲伤的事情,在Linux上一个“eth0”就能搞定! for(dev_if = alldevs; dev_if != NULL; dev_if = dev_if->next) { struct pcap_addr *addr; addr = dev_if->addresses; while (addr) { if(addr->addr->sa_family == AF_INET) { char *straddr = inet_ntoa(((struct sockaddr_in*)addr->addr)->sin_addr); if (!strcmp(phyaddr, straddr)) { phy_if = dev_if; } else if (!strcmp(virtaddr, straddr)) { virt_if = dev_if; } } addr = addr->next; } } pcap_freealldevs(alldevs); if (phy_if == NULL || virt_if == NULL) { return -1; } // 打开Host OS的出口物理网卡设备 if ((hdfrom = pcap_open_live(phy_if->name, 65536, 1, 1000, errbuf)) == NULL) { pcap_freealldevs(alldevs); return -1; } // 打开Host OS在NAT模式下连接Guest OS的VMNet设备,本例为VMNet8 if ((hdto = pcap_open_live(virt_if->name, 65536, 1, 1000, errbuf)) == NULL) { pcap_close(hdfrom); return -1; } // 设置过滤器,只处理TTL过期的ICMP数据包 if (pcap_compile(hdfrom, &fcode, "icmp and icmp[icmptype] == icmp-timxceed", 1, 0xffffffff) < 0){ pcap_close(hdfrom); pcap_close(hdto); return -1; } if (pcap_setfilter(hdfrom, &fcode) < 0) { pcap_close(hdfrom); pcap_close(hdto); return -1; } pcap_loop(hdfrom, 0, packet_handler, NULL); pcap_close(hdfrom); pcap_close(hdto); return 0; } void packet_handler(u_char *param, const struct pcap_pkthdr *header, const u_char *pkt_data) { u_char *buff = NULL; ipheader *iph = (ipheader*)(pkt_data + LEN_ETH); if (iph->protocol == PROT_ICMP) { icmpheader *icmp = (icmpheader*)(pkt_data + LEN_ETH + LEN_IP); if (icmp->type == TYPE_TTLEXCEED) { ipheader *iph_1, *iph_2 ; buff = malloc(header->caplen); if (!buff) { goto out; } memcpy(buff, pkt_data, header->caplen); memcpy(buff, mac, LEN_MACADDR); // 获取IP头,进行地址转换。对于TTL exceeded消息而言,地址转换要转两层,一层是外部的,另外引发这条TTL exceeded消息的内部源报文的地址也要转换。 iph_1 = (ipheader*)(buff + LEN_ETH); // 实际的地址转换,将目标地址转换成Guest OS的IP地址并重算校验和。 iph_1->daddr = inet_addr(source); iph_1->check = 0; iph_1->check = cksum((unsigned short*)iph_1, LEN_IP); // 获取TTL过期消息中封装的“引发该消息的”原始IP数据报的协议头,越过TTL exceeded报文的前8字节,直达原始报文。 iph_2 = (ipheader*)(buff + LEN_ETH + LEN_IP + 8); // 转换内部原始IP报文的目源地址为Guest OS的IP地址并重算校验和。 iph_2->saddr = inet_addr(source); iph_2->check = 0; iph_2->check = cksum((unsigned short*)iph_2, LEN_IP); // traceroute有两种方式,Linux平台默认使用UDP,因此里面封装的是一个UDP报文。 if (iph_2->protocol == PROT_UDP){ //TODO // 重新计算校验和,注意伪头部 } else if (iph_2->protocol == PROT_ICMP){ // 否则,如果使用了-I选项,则使用ICMP Echo reuqest进行trace。 // } else { goto out; } // 将TTL exceeded消息经过NAT后发送到VMNet8这个NAT设备,随后它将会把数据包转给同网段的Guest OS网卡 if (pcap_sendpacket(hdto, buff, header->caplen) != 0) { goto out; } } } out: if (buff) { free(buff); } }
这个小程序是非常好用的,可以在虚拟机中使用traceroute了!我之所以写这么一个小工具,是因为它对于我而言是有用的,因为我的笔记本电脑在公司是DHCP获取的地址,地址配置在无线网卡上,我无法使用桥接,因为我的虚拟机将无法通过认证(公司网络隔离的太狠!),所以,我必须使用NAT,而且我必须使用traceroute,所以就有了上面的代码。