既然看到了Cisco的NAT比较灵活，那么Linux能否实现呢？答案是肯定的！因为Linux的Netfilter是超级灵活的，Linux的NAT不灵活是因为iptables程序的不灵活，xtables-addons的RAWNAT已经朝static nat迈出了重要的一步，是iptables限制了Linux的static nat发展！于是我抛开iptables，先基于Netfilter把内核模块实现，然后用procfs作为用户接口，看看怎么实现Cisco风格的static nat。顺带说一句，之所以做这个程序，是因为我们在产品中真的遇到了这个需求，玩过SIP和FTP的都知道，然而因为工期受限，又怕自己做的这个不稳定，效率也没有优化，因此只能放在这里玩玩，不登大雅之堂。
首先，我们看一下基本原理，我们不希望一条NAT绑定任何N元组或者说流，只是一个一对一的地址映射，以源地址转换为例，在从内到外的方向将源地址A转换为B，在从外到内的方向将源目标地址B转换为A！必须记住，任何时候，源地址转换都在POSTROUTING上来做，而目标地址转换都在PREROUTING上来做，按照上述的陈述，以下图说明：
有了上图作为指示，我们就知道该怎么做了：
1.内核中维护一个映射表，仅仅映射两个地址；
2.在PREROUTING和POSTROUTING两个HOOK点上基于上述的映射表执行NAT动作；
3.实现一个用户接口，可以从用户态进行地址映射的配置
以上3点比较容易实现，实际上使用xtables-addons的RAWNAT其实也能实现static nat，然而要想实现两个方向的自动匹配NAT，必然要配置两条甚至多条，最蛋疼的就是明明就是一条映射，非要写成match的形式，所以还是做成Cisco风格的吧。不管怎样，下面的这个代码的实际nat部分还是使用了RAWNAT的代码！
代码如下：
#include <linux/ip.h>
#include <linux/ipv6.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/tcp.h>
#include <linux/udp.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/netfilter.h>
#include <net/ip.h>
#include "compat_xtables.h"
static inline __be32
remask(__be32 addr, __be32 repl, unsigned int shift)
{
uint32_t mask = (shift == 32) ? 0 : (~(uint32_t)0 >> shift);
return htonl((ntohl(addr) & mask) | (ntohl(repl) & ~mask));
}
static void rawnat4_update_l4(struct sk_buff *skb, __be32 oldip, __be32 newip)
{
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, true);
break;
case IPPROTO_UDP:
case IPPROTO_UDPLITE:
udph = transport_hdr;
cond = udph->check != 0;
#if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2, 6, 19)
cond |= skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL;
#endif
if (cond) {
inet_proto_csum_replace4(&udph->check, skb,
oldip, newip, true);
if (udph->check == 0)
udph->check = CSUM_MANGLED_0;
}
break;
}
}
static unsigned int rawnat4_writable_part(const struct iphdr *iph)
{
unsigned int wlen = sizeof(*iph);
switch (iph->protocol) {
case IPPROTO_TCP:
wlen += sizeof(struct tcphdr);
break;
case IPPROTO_UDP:
wlen += sizeof(struct udphdr);
break;
}
return wlen;
}
//实现源地址转换
static unsigned int
rawsnat(struct sk_buff **pskb, __be32 addr)
{
struct iphdr *iph;
__be32 new_addr;
iph = ip_hdr(*pskb);
new_addr = remask(iph->saddr, addr, 32);
if (iph->saddr == new_addr) {
return NF_ACCEPT;
}
if (!skb_make_writable(pskb, rawnat4_writable_part(iph))){
return NF_DROP;
}
iph = ip_hdr(*pskb);
csum_replace4(&iph->check, iph->saddr, new_addr);
rawnat4_update_l4(*pskb, iph->saddr, new_addr);
iph->saddr = new_addr;
return NF_ACCEPT;
}
//实现目标地址转换
static unsigned int
rawdnat(struct sk_buff **pskb, __be32 addr)
{
struct iphdr *iph;
__be32 new_addr;
iph = ip_hdr(*pskb);
new_addr = remask(iph->daddr, addr, 32);
if (iph->daddr == new_addr)
return NF_ACCEPT;
if (!skb_make_writable(pskb, rawnat4_writable_part(iph)))
return NF_DROP;