在VxWorks下实现NAT/NAPT的方法
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工具以及上层协议和应用可以集成在一起，有完整的路由功能并可以根据需要进行剪裁。VxWorks的网络协议栈的分层结构如图3所示。
VxWorks网络协议栈传输数据使用的内存，是在系统启动进行网络协议初始化的时候就申请下来的，并使用系统提供的netBufLib建立内存字点池来管理这些内存空间。网络协议栈传输数据所需的内存都是从这些内存节点池中申请，使用完毕后再释放。
NetBufLib通过3种数据结构处理网络协议栈传输的数据：mBlk、clBlk和Cluster。其中，Cluster保存的是实际的数据，mBlk和clBlk中保存的信息是用来管理Cluster中保存的数据的。为了满足传输不同大小数据的需要，Cluster是一些大小不同的内存块；缺省情况下，VxWorks网络协议栈创建了大小从64～2048字节的6个不同的内存节点池。
由于mBlk中保存的只是指向数据的指针，因此，网络协议栈不同层之间的数据传输可以避免数据拷贝。此外，对于分布在多个Cluster中的数据，可以通过mBlk把它们链在一起，并且只需要传递链首的mBlk就可以了。VxWorks网络协议栈的“零拷贝”技术就是建立在这种机制的基础之上的。图4描述了2个提交给网络协议栈TCP层的包的数据结构。
在mBlk结构中，有2个指向其它mBlk的指针：1个指向同一个包的下一个mBlk；另一个指向下一个包的链首的mBlk。ClBlk指向的就是实际存储数据的Cluster。
3向VxWorks网络协议栈加入NAT
为了向VxWorks网络协议栈中加入NAT，必须实现2个基本操作：IP包的截获得IP包的处理。
3.1VxWorks下IP包的截获
VxWorks网络协议栈在物理驱动层和IP层上分别提供了两类钩子函数：EtherHook和IpFilterHook。利用这两类钩子函数，可以实现对IP包的截获。
（1）EtherHook
EtherHook提供对以太帧的截获功能。它包括2个钩子函数：以太帧接收钩子函数EtherInputHook和以太帧发送钩子函数EtherOutPutHook。它们分别用函数EtherInputHookAdd和EtherOutputHookAdd安装。安装了这些钩子函数后，每当有以太帧被接收到时，函数EtherInputHook就会在该以太帧被提交给上层处理前被自动调用；每当有以太帧被发送时，函数EtherOutputHook会在该以太帧被发送前被自动调用。通过截获以太帖，可以达到截获IP包的目的。
（2）IpFilterHook
IpFilterHook提供对IP包的截获功能。它只对应1个钩子函数，用函数ipFilterHookAdd就可以完成IpFilterHook的安装。安装了IpFilterHook后，每当有IP包被接收到时，函数IpFilterHook就会被自动调用，从而实现对IP包的截获。
3.2NAT过程中IP包的处理
利用钩子函数完成IP包的截获后，就可以根据需要对IP包进行处理。首先，可以从IP包中剥离出IP头，根据IP头中的“协议”域可以判断出是UDP包还是TCP包。然后，从IP包中剥离出UDP头或TCP头，利用IP头和UDP头或者TCP头中的相关信息，就可以根据需要进行IP地址和Port的转换处理。
NAT一般采用1个映射表来实现IP地址和Port的转换。对于截获到的IP包，通过比较IP包的目的IP、目的Port、源IP、源Port和NAT映射表中的相应表现，对IP包的目的IP、目的Port、源IP、源Port进行转换。
典型的NAT映射表如图5所示。
（1）处理由内到外的IP包
由内到外的IP包指的是私有网主机通过NAT发送到公共网主机的IP包。它的源IP是私有IP，目的IP是公共IP。
当截获到1个由内到外的IP包时，NAT首先以IP包的源IP和源Port作为RealSrcIP和RealSrcPort的匹配条件，在映射表中进行搜索。如果找到1个对应的表项，就用表项的NATIP和NATPort替换IP包的源IP和源Port，而保持IP包的目的IP和目的Port不变。然后，重新计算TCP或UDP的校验和，就可把IP包归还给VxWorks网络协议栈。
如果在映射表中没有搜索到对应的表项，NAT就会向映射表中添加1个新的表现。该表项中的RealSrcIP和RealSrcPort用IP包的源IP和源Port来填充；NATPort用NAT分配的1个空闲Port填充 《在VxWorks下实现NAT/NAPT的方法(第2页)》
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工具以及上层协议和应用可以集成在一起，有完整的路由功能并可以根据需要进行剪裁。VxWorks的网络协议栈的分层结构如图3所示。
VxWorks网络协议栈传输数据使用的内存，是在系统启动进行网络协议初始化的时候就申请下来的，并使用系统提供的netBufLib建立内存字点池来管理这些内存空间。网络协议栈传输数据所需的内存都是从这些内存节点池中申请，使用完毕后再释放。
NetBufLib通过3种数据结构处理网络协议栈传输的数据：mBlk、clBlk和Cluster。其中，Cluster保存的是实际的数据，mBlk和clBlk中保存的信息是用来管理Cluster中保存的数据的。为了满足传输不同大小数据的需要，Cluster是一些大小不同的内存块；缺省情况下，VxWorks网络协议栈创建了大小从64～2048字节的6个不同的内存节点池。
由于mBlk中保存的只是指向数据的指针，因此，网络协议栈不同层之间的数据传输可以避免数据拷贝。此外，对于分布在多个Cluster中的数据，可以通过mBlk把它们链在一起，并且只需要传递链首的mBlk就可以了。VxWorks网络协议栈的“零拷贝”技术就是建立在这种机制的基础之上的。图4描述了2个提交给网络协议栈TCP层的包的数据结构。
在mBlk结构中，有2个指向其它mBlk的指针：1个指向同一个包的下一个mBlk；另一个指向下一个包的链首的mBlk。ClBlk指向的就是实际存储数据的Cluster。
3向VxWorks网络协议栈加入NAT
为了向VxWorks网络协议栈中加入NAT，必须实现2个基本操作：IP包的截获得IP包的处理。
3.1VxWorks下IP包的截获
VxWorks网络协议栈在物理驱动层和IP层上分别提供了两类钩子函数：EtherHook和IpFilterHook。利用这两类钩子函数，可以实现对IP包的截获。
（1）EtherHook
EtherHook提供对以太帧的截获功能。它包括2个钩子函数：以太帧接收钩子函数EtherInputHook和以太帧发送钩子函数EtherOutPutHook。它们分别用函数EtherInputHookAdd和EtherOutputHookAdd安装。安装了这些钩子函数后，每当有以太帧被接收到时，函数EtherInputHook就会在该以太帧被提交给上层处理前被自动调用；每当有以太帧被发送时，函数EtherOutputHook会在该以太帧被发送前被自动调用。通过截获以太帖，可以达到截获IP包的目的。
（2）IpFilterHook
IpFilterHook提供对IP包的截获功能。它只对应1个钩子函数，用函数ipFilterHookAdd就可以完成IpFilterHook的安装。安装了IpFilterHook后，每当有IP包被接收到时，函数IpFilterHook就会被自动调用，从而实现对IP包的截获。
3.2NAT过程中IP包的处理
利用钩子函数完成IP包的截获后，就可以根据需要对IP包进行处理。首先，可以从IP包中剥离出IP头，根据IP头中的“协议”域可以判断出是UDP包还是TCP包。然后，从IP包中剥离出UDP头或TCP头，利用IP头和UDP头或者TCP头中的相关信息，就可以根据需要进行IP地址和Port的转换处理。
NAT一般采用1个映射表来实现IP地址和Port的转换。对于截获到的IP包，通过比较IP包的目的IP、目的Port、源IP、源Port和NAT映射表中的相应表现，对IP包的目的IP、目的Port、源IP、源Port进行转换。
典型的NAT映射表如图5所示。
（1）处理由内到外的IP包
由内到外的IP包指的是私有网主机通过NAT发送到公共网主机的IP包。它的源IP是私有IP，目的IP是公共IP。
当截获到1个由内到外的IP包时，NAT首先以IP包的源IP和源Port作为RealSrcIP和RealSrcPort的匹配条件，在映射表中进行搜索。如果找到1个对应的表项，就用表项的NATIP和NATPort替换IP包的源IP和源Port，而保持IP包的目的IP和目的Port不变。然后，重新计算TCP或UDP的校验和，就可把IP包归还给VxWorks网络协议栈。
如果在映射表中没有搜索到对应的表项，NAT就会向映射表中添加1个新的表现。该表项中的RealSrcIP和RealSrcPort用IP包的源IP和源Port来填充；NATPort用NAT分配的1个空闲Port填充 《在VxWorks下实现NAT/NAPT的方法(第2页)》
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