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实现 Linux 系统防火墙(包过滤、状态防火墙、NAT)

最大的难点在于内核驱动的编写,在此之前我也没有做过Linux内核模块的代码编写,所以刚开始做起来非常吃力,这要求代码编写者有非常好的C语言基础,能非常熟练地应用C语言的结构体、指针、函数指针及内存动态申请和释放等。 最困难的一点就是Bug的排查太过于困难了。每次编译运行的时候都提心吊胆,害怕跑起来哪里出错了,一旦出错,比如解引用了空指针或者没有及时释放分配的内存导致内存泄漏,动辄就会导致内核程序崩溃,只能重新启动虚拟机(重启虚拟机太浪费时间了),因为是内核程序,所以内核崩溃故障的定位和排查也不容易(到现在这个程序其实还不太稳定)。

01

IPV4和IPV6

现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的。IPv6是下一版本的互联网协议,也可以说是下一代互联网的协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,而地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6以重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,估计在2005~2010年间将被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它一些问题,主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。

02

IP地址、子网掩码、网络号、主机号、网络地址、主机地址

IP地址:4段十进制,共32位二进制,如:192.168.1.1 二进制就是:11000000|10101000|00000001|00000001 子网掩码可以看出有多少位是网络号,有多少位是主机号: 255.255.255.0 二进制是:11111111 11111111 11111111 00000000 网络号24位,即全是1 主机号8位,即全是0 129.168.1.1 /24 这个、24就是告诉我们网络号是24位,也就相当于告诉我们了子网掩码是:11111111 11111111 11111111 00000000即:255.255.255.0 172.16.10.33/27 中的/27也就是说子网掩码是255.255.255.224 即27个全1 ,11111111 11111111 11111111 11100000 一、根据IP地址和子网掩码求 网络地址 和 广播地址: 一个主机的IP地址是202.112.14.137,掩码是255.255.255.224,要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址 1、根据子网掩码可以知道网络号有多少位,主机号有多少位! 255.255.255.224 转二进制:11111111 11111111 11111111 11100000 网络号有27位,主机号有5位 网络地址就是:把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算(逻辑乘法:0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1 ) 11001010 01110000 00001110 10001001 IP地址&子网掩码 11001010 01110000 00001110 10001001 11111111 11111111 11111111 11100000 ------------------------------------------------------ 11001010 01110000 00001110 10000000 即:202.112.14.128 广播地址:网络地址的主机位有5位全部变成1 ,10011111 即159 即:202.112.14.159 主机数:2^5-2=30 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 二、根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是: 10+1+1+1=13 注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而 256-16=240 所以该子网掩码为255.255.255.240。 如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为: 14+1+1+1=17 17.大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 三、 IP地址为128•36•199•3 子网掩码是255•255•240•0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。 1)将IP地址和子网掩码换算为二进制,子网掩码连续全1的是网络地址,后面的是主机地址,虚线前为网络地址,虚线后为主机地址 2)IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址 3)将运算结果中的网络地址不变,主机地址变为1,结果就是广播地址 4) 地址范围就是含在本网段内的所有主机 网络地址+1即为第一个主机地址,广播地址-1即为最后一个主机地址,由此可以看出 地址范围是: 网络地址+1 至 广播地址-1 128.36.11000111.00000011 &255.255.11110000.00000000 ----------------------------------------------- 128.36.11000000.00000000即:网络地址128.36.192.0 广播地址:128.36.11000000.00000000把主机位有12个零换成1变成: 128.36.11001111.11111111 即:128.36.20

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领券