基于嵌入式Linux的SOHO路由器設計

　　3.2 Netfilter 框架分析與NAT 技術實現

　　Netfilter 是Linux2.4 內核實現數據*濾、數據包處理和NAT 功能的框架。它為每種網絡協議(IPv4, IPv6 等)定義一套鉤子函數（IPv4 有5 個鉤子函數)，內核中任何模塊可以對協議中的鉤子函數進行注冊與掛接，這些鉤子函數在數據包流經協議棧時被調用，注冊后的模塊可以檢查、修改、丟棄數據包及指示Netfilter 將數據包傳入用戶空間隊列，進行異步處理。一個數據包按圖3 所示的過程通過Netfilter 系統。

　　數 據 包 從 左 邊 進 入 系 統 ， 進 行 IP 校驗后， 數據包經過第一個鉤子函數NF_IP_PRE_ROUTING[1]進行處理；然后就進入路由代碼，其決定該數據包是需要轉發還是發給本機的；若該數據包是發給本機的，則該數據經過鉤子函數NF_IP_LOCAL_IN處理后傳遞給上層協議；若該數據包應該被轉發則它被NF_IP_FORWARD[3]處理；經過發的數據包經過最后一個鉤子函數NF_IP_POST_ROUTING[4]處理后，再傳輸到網絡上。

　　本地產生的數據經過鉤子函數NF_IP_LOCAL_OUT[5]處理后，進行路由選擇處理，然后經過NF_IP_POST_ROUTING[4] 處理以后發送到網絡上。Netfilter 框架支持多種NAT，NAT 一般可分為源NAT 與目的NAT。源NAT 在數據包經過NF_IP_POST_ROUTING 時修改數據包的源地址，偽裝是一個特殊的SNAT，目的NAT在數據包經過F_IP_LOCAL_OUT 或NF_IP_PRE―ROUTING 時修改數據包目的地址。

　　本文利用 IPtables 實現IP 偽裝、Port Forward 端口轉發、ALG。IPtables 是一個在Linux2.4內核中基于Netfilter 框架的數據包選擇系統。地址轉換會導致許多對NAT 敏感的應用協議無法正常工作，而地址轉換應用網關(NAT ALG, Application Level Gateway)，對載荷中的IP地址和端口號進行替換，從而實現對該協議的透明中繼。IPtables 要求數據包流經指定的規則表，其中設定的規則用于實現數據*濾，網絡地址轉換及數據包處理，從而實現多臺主機共享一個合法的IP 地址訪問因特網，并實現*濾防火墻。

　　4 結束語

　　本文作者創新點：提出了一種基于嵌入式 Linux 操作系統的SOHO 路由器設計方案。與現有設計方案相比，本文采用ATM9TDMI+Linux 構架設計SOHO 路由器，能滿足高速接入網用戶需求，具有更高地系統穩定性和用戶安全性。