如何从/向内核网络驱动程序读/写字节，同时防止内核对自定义 TCP/IP 协议栈的干扰？

从内核网络驱动程序读/写字节以测试自定义 TCP/IP 协议栈

前言

测试自定义 TCP/IP 协议栈通常需要访问原始网络数据包。虽然内核驱动程序为网卡提供网络访问，但如果不加以控制，它们会继续处理通过协议栈接收的数据包。本文将探讨使用 Netfilter 内核模块劫持数据包的最佳方法，从而防止内核进一步处理。

问题：内核对数据包的处理

当使用内核驱动程序时，内核会自动处理通过网络接口卡 (NIC) 接收的所有数据包。这可能导致问题，例如内核传输 TCP ACK，而这并非自定义协议栈所需要的。

解决方案：使用 Netfilter 内核模块

Netfilter 是一个内核模块，它提供了强大的功能来过滤和修改数据包。我们可以利用 Netfilter 来劫持数据包，从而防止内核进一步处理它们。

步骤：

1. 加载 Netfilter 模块：

sudo modprobe nf_conntrack
sudo modprobe nf_nat
sudo modprobe nf_bridge

2. 创建 Netfilter 表和链：

sudo iptables -t filter -N MY_CHAIN
sudo iptables -t filter -A MY_CHAIN -j RETURN

3. 重定向数据包到 Netfilter 链：

sudo iptables -t filter -I INPUT -j MY_CHAIN

通过这些步骤，我们可以使用 Netfilter 劫持数据包，同时防止内核对其进行进一步处理。

从内核网络驱动程序读/写字节

现在，我们可以自由地从内核网络驱动程序读/写原始字节，而不会干扰内核的处理。我们可以使用原始套接字或 Netfilter 钩子来实现这一点。

原始套接字

原始套接字允许应用程序直接接收原始数据包。然而，内核仍会处理这些数据包。

Netfilter 钩子

Netfilter 钩子允许应用程序在数据包处理的特定点注册回调。我们可以使用钩子来在数据包被内核处理之前拦截它们。

选择合适的方法

选择合适的方法取决于具体的需求和用例。对于大多数情况，使用 Netfilter 钩子是防止内核进一步处理数据包的更灵活、更强大的选择。

结论

通过使用 Netfilter 内核模块，我们可以有效地从/向内核网络驱动程序读/写原始字节，同时防止内核进一步处理数据包。这种方法提供了对自定义 TCP/IP 协议栈的全面控制，允许全面和准确的测试。

常见问题解答

1. 为什么要防止内核处理数据包？

因为我们想测试我们的自定义协议栈，而不需要内核的干扰。

2. 我如何加载 Netfilter 模块？

使用以下命令：

sudo modprobe nf_conntrack
sudo modprobe nf_nat
sudo modprobe nf_bridge

3. 我如何创建 Netfilter 表和链？

使用以下命令：

sudo iptables -t filter -N MY_CHAIN
sudo iptables -t filter -A MY_CHAIN -j RETURN

4. 我如何重定向数据包到 Netfilter 链？

使用以下命令：

sudo iptables -t filter -I INPUT -j MY_CHAIN

5. 我如何选择最合适的方法？

对于大多数情况，使用 Netfilter 钩子是防止内核进一步处理数据包的更灵活、更强大的选择。