【文章內(nèi)容簡介】 r。 // 可用接口的數(shù)量 char* IntfName[MAX_INTERFACE]。 // 各接口的名字 char* IntfDesc[MAX_INTERFACE]。 // 各接口的描述信息}IntfInfo。// Intf在初始化網(wǎng)絡I/O時使用typedef struct _Intf{ int Index。 // WinPcap綁定的下層網(wǎng)卡序號 int RecvBufLen。 // 接收緩存區(qū)長度 B int SendBufLen。 // 發(fā)送緩存區(qū)長度 B int RecvTimeOut。 // 接收超時 ms int RecvPktLen。 // 接收數(shù)據(jù)包的最大長度 B}Intf。若要使用網(wǎng)絡I/O模塊的輸入輸出功能，就必須指定一個WinPcap已綁定的本地接口，并通過Intf結構體來配置此接口的相關參數(shù)，獲取網(wǎng)卡的綁定信息可以使用如下函數(shù)：int IntfInfo_Init(IntfInfo* pIntfInfo)。在調用IntfInfo_Init()后，如果返值為1則所有的網(wǎng)卡信息都保存在pIntfInto所指向的內(nèi)存里。接著分配并填充一個Intf結構體，其中，Index域指明了所選擇的接口序號，其范圍為[0, IntfInfo. Number 1]，RecvBufLen域指明了接收緩存區(qū)的長度，當有幀到達網(wǎng)卡接口時會先把它保存起來，這樣可以有效地減緩由于流量過大而導致幀的丟失，RecvTimeOut域指明了接收幀的間隔，選擇1ms，RecvPktLen域指明要接收數(shù)據(jù)包的最大長度，在以太網(wǎng)下MTU一般都為1500B，再加上以太幀首部14B，故設置為1514。最后，調用接口初始化函數(shù)，表示選擇接口Index：int Intf_Init(IntfInfo* pIntfInfo,Intf* pIntf)。如果返值為1，就表明網(wǎng)絡I/O初始化成功，然后，就能通過以下兩個I/O函數(shù)收發(fā)以太幀了：int Intf_RecvPkt(char* RecvBuf)。int Intf_SendPkt(char* SendBuf,int SendLen)。當不再需要使用網(wǎng)絡I/O模塊的輸入輸出時，通過調用Intf_Free()來釋放掉模塊所占用的資源。上述功能本質上都封裝了WinPcap的相關函數(shù)，在編譯時還需要加入以下頭文件及編譯選項：include include include pragma ment(lib,wpcap) 內(nèi)存管理進行NAT轉換及IP分片重組時，都會需要用內(nèi)存來記錄下相關的數(shù)據(jù)，頻繁地分配及釋放內(nèi)存不僅會影響程序的運行效率還會使系統(tǒng)產(chǎn)生過多的內(nèi)存碎片?？梢灶A先分配一塊大的內(nèi)存，再對內(nèi)存細分成小塊的固定內(nèi)存，需要內(nèi)存的時候就提供已有的內(nèi)存塊，然后對內(nèi)存塊進行回收。“內(nèi)存管理”模塊實現(xiàn)以上功能，此模塊中的MemBlk結構體表示預先分配的大塊內(nèi)存，Mem結構體表示從MemBlk中獲取的小塊固定內(nèi)存，它們的定義如下：typedef struct _Mem{ struct _Mem *pNext。 // 下一個內(nèi)存塊 char buf[0]。 // 數(shù)據(jù)區(qū)}Mem。typedef struct _MemBlk{ struct _MemBlk *pNext。 char *pBase。 // 大內(nèi)存塊的起始地址 Mem *pFree。 // 可用的固定小內(nèi)存塊 int iBlkLen。 // 小內(nèi)存塊的長度 int iBlkNum。// 小內(nèi)存塊的數(shù)量 CRITICAL_SECTION Lcok。 // 同步對小內(nèi)存塊鏈表pFree 的操作}MemBlk。內(nèi)存管理的操作函數(shù)有：// 初始化一個內(nèi)存塊鏈表int MemBlk_Init(MemBlk*)。// 釋放一個內(nèi)存塊鏈表void MemBlk_Free(MemBlk*)。// 從內(nèi)存塊鏈表中獲取一塊可用內(nèi)存void* MemBlk_GetMem(MemBlk*)。// 將一塊可用內(nèi)存回收給鏈表中void MemBlk_FreeMem(MemBlk*,void*)。2 TCP/IP協(xié)議棧整個框架是獨立于系統(tǒng)協(xié)議棧的，所以在實現(xiàn)NAT的同時，還必須要實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的某些功能。 ARP協(xié)議ARP協(xié)議可以將IP地址映射成MAC地址，內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)關INIC應該具備ARP協(xié)議，這樣可以方便其它PC的配置（配置成靜態(tài)地址表稍微復雜），整個ARP模塊實現(xiàn)了對ARP請求的應答，并保存下相應的ARP映射關系。模塊定義的宏與結構體如下：// 硬件地址類型 – 以太網(wǎng)define ARP_ADDRT_ETH 0x0001// 協(xié)議地址類型 IPdefine ARP_ADDRT_IP 0x0800// 硬件地址長度define ARP_ADDRL_ETH 0x06// 協(xié)議地址長度define ARP_ADDRL_IP 0x04// ARP請求define ARP_OPT_REQ 0x0001// ARP應答define ARP_OPT_ACK 0x0002/*32位Windows操作系統(tǒng)的內(nèi)存對齊在默認情況下以4字節(jié)為單位這里設置內(nèi)存對齊的編譯選項，將內(nèi)存對齊的單位改成1字節(jié)*/pragma pack(push)pragma pack(1)// ARP首部typedef struct _ARPHdr{ unsigned short HardAddrType。 unsigned short ProtAddrType。 unsigned char HardAddrLen。 unsigned char ProtAddrLen。 unsigned short Opt。 // unsigned char HardAddrSrc[6]。 unsigned int ProtAddrSrc。 unsigned char HardAddrDst[6]。 unsigned int ProtAddrDst。 }ARPHdr。pragma pack(pop)// IPMAC的映射關系typedef struct _ARPCache{ unsigned int IP。 unsigned char MAC[6]。}ARPCache。模塊向外導出了兩個實現(xiàn)ARP操作的接口，一個用于ARP的應答，一個用于查詢ARP緩存表：void ARP_Reply(INIC* pINIC,char* pBuf, int iLen)。unsigned char* ARP_Find(unsigned int ARP_IP)。ARP模塊不需要進行初始化，它只是實現(xiàn)ARP的應答請求，以確保內(nèi)網(wǎng)的PC能夠獲取網(wǎng)關的MAC，并向NAT模塊提供IP到MAC映射的查詢功能。 NAT對傳輸層的影響傳輸層的TCP及UDP協(xié)議為了防止數(shù)據(jù)被篡改，從而在計算較驗和時加上網(wǎng)絡層的IP地址信息，這樣的話，在對TCP及UDP數(shù)據(jù)包進行轉換時，還必須得重新計算它們首部的較驗和。// TCP及UDP的偽首部typedef struct _PSDHdr{ unsigned int srcip。 // 源IP unsigned int dstip。 // 目的IP unsigned char zero。 // 保留，設置為0 unsigned char proto。 // 協(xié)議號，與IP首部的相同 unsigned short len。 // TCP/UDP的總長度，首部長度+數(shù)據(jù)長度}PSDHdr。用于計算TCP及UDP較驗和的函數(shù)：unsigned short TCP_UDP_CheckSum(unsigned short* pPSDHdr,unsigned short *pTCP_UDP_Data,int iTCP_UDP_Data)。在傳入的參數(shù)中，pPSDHdr為已填充好的偽首部，pTCP_UDP_Data為指向數(shù)據(jù)的內(nèi)存指針（包括首部），iTCP_UDP_Data為數(shù)據(jù)的總長度（包括首部）。 IP分片及重組IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡傳輸?shù)倪^程中，如果鏈路層的MTU小于IP包的大小，則此數(shù)據(jù)包就會被分成小于或等于MTU的若干個小數(shù)據(jù)包再進行傳送，將IP進行分片的功能在NAT模塊中集成，如果需要分片的話，數(shù)據(jù)包就會被分成OOffset或IOffset的大小再進行傳送。若ONIC接收到被分片的IP包，則就須重組，因為不重組的話，就無法再重新計算TCP或UDP的較驗和，IP重組模塊可以實現(xiàn)重組功能，此模塊定義了幾個結構體，其中有兩個最為重要：// 保存IP分片的緩存區(qū)長度/*每個IP分片表項的長度為256 B減去結構體的其他成員域（共 12 B）后，便是數(shù)據(jù)區(qū)的長度*/define IPFRGPKTLEN 244// IP分片表項typedef struct _IPFrgPkt{ struct _IPFrgPkt *pNextPkt。 // 下一個IP分片包 struct _IPFrgPkt *pNext。 // 當前IP分片包的下一個內(nèi)存塊 int