CN104639564A - 一种udp协议的代理方法 - Google Patents

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杨永明
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/164—Adaptation or special uses of UDP protocol
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    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/56—Provisioning of proxy services

Abstract

公开一种UDP协议的代理方法，其能够实现在linux内核中UDP协议的代理，满足操作系统的用户态对UDP代理的需求。该方法包括步骤：(1)用户态收到需要代理的UDP报文；(2)调用设置套接口选项setsockopt接口来从用户态访问linux内核中UDP的连接跟踪Conntrack；(3)从内核中UDP的conntrack获取对应报文的原始目的地址；(4)将原始目的地址返回给用户态；(5)用户态得到报文的原始目的IP地址后开始代理业务；(6)代理业务完成后将结果反馈给原始源IP地址对应的用户；(7)结束。

Description

一种UDP协议的代理方法
技术领域
本发明属于网络通信协议和网络代理的技术领域，具体地涉及一种UDP协议的代理方法。
背景技术
代理(Proxy)，也称网络代理，是一种特殊的网络服务，允许一个网络终端(一般为客户端)通过这个服务与另一个网络终端(一般为服务器)进行非直接的连接。一些网关、路由器等网络设备就具备网络代理功能。一般认为代理服务有利于保障网络终端的隐私或安全，防止被攻击。
提供代理服务的电脑系统或其它类型的网络终端称为代理服务器(Proxy Server)。一个完整的网络代理请求过程为：客户端首先与代理服务器创建连接，接着根据代理服务器所使用的代理协议，请求对目标服务器创建连接、或者获得目标服务器的指定资源(如：文件)。在后一种情况中，代理服务器可能对目标服务器的资源下载至本地缓存，如果客户端所要获取的资源在代理服务器的缓存之中，则代理服务器并不会向目标服务器发送请求，而是直接返回本身已经缓存的资源。一些代理协议允许代理服务器改变客户端的原始请求、目标服务器的原始响应，以满足代理协议的需要。代理服务器的选项和设置在计算机程序中，通常包括一个“防火墙”，允许用户输入代理地址，它会遮盖他们的网络活动，可以允许绕过互联网过滤实现网络访问。
根据协议不同，可以分为FTP(文件传输协议，File Transfer Protocol)代理，HTTP(超文本传输协议，HyperText Transfer Protocol)代理，socks(防火墙安全会话转换协议)代理等代理技术。但是，当前的Linux内核是不支持UDP(用户数据报协议，User Datagram Protocol)代理的，而现在的许多网络终端是采用linux内核的，所以目前的网络终端无法实现UDP协议的代理。在VPN(虚拟专用网络)技术中，因为不支持UDP代理，所以要实现类似的功能都是在内核中编写代码，供内核中的相关模块使用，用户态无法使用这类接口，以至于要在用户态实现UDP代理几乎成为了不可能的事情。
发明内容
本发明要解决的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种UDP协议的代理方法，其能够实现在linux内核中UDP协议的代理，满足操作系统的用户态对UDP代理的需求。
本发明的技术解决方案是：这种UDP协议的代理方法，该方法包括以下步骤：
(1)用户态收到需要代理的UDP报文；
(2)调用设置套接口选项setsockopt接口来从用户态访问linux内核中UDP的连接跟踪Conntrack；
(3)从内核中UDP的conntrack获取对应报文的原始目的地址；
(4)将原始目的地址返回给用户态；
(5)用户态得到报文的原始目的IP地址后开始代理业务；
(6)代理业务完成后将结果反馈给原始源IP地址对应的用户；
(7)结束。
本发明在Linux内核中通过会话信息获取当前流的原始目的IP，提供socketopt接口，用来支持从用户态访问内核中UDP的conntrack，从而从内核中获取UDP报文的原始目的IP，因此能够实现在linux内核中UDP协议的代理，满足操作系统的用户态对UDP代理的需求。
附图说明
图1示出了根据本发明的UDP协议的代理方法的流程图。
具体实施方式
当前的Linux内核能通过NAT把数据报文送到用户态代理程序去处理，这时，目的IP地址会变成代理程序监听的IP地址。对于TCP，内核已提供了相关的接口，让代理程序能找到数据报文原始的目的IP地址。因为UDP协议本身是无连接的，所以内核没有提供获取数据报文原始目的IP地址的接口，以致于无法对UDP进行代理。
本发明就是在Linux内核中提供这样一个接口，以实现UDP的代理功能。
如图1所示，这种UDP协议的代理方法，该方法包括以下步骤：
(1)用户态收到需要代理的UDP报文；
(2)调用设置套接口选项setsockopt接口来从用户态访问linux内核中UDP的连接跟踪Conntrack；
(3)从内核中UDP的conntrack获取对应报文的原始目的地址；
(4)将原始目的地址返回给用户态；
(5)用户态得到报文的原始目的IP地址后开始代理业务；
(6)代理业务完成后将结果反馈给原始源IP地址对应的用户；
(7)结束。
本发明在Linux内核中通过会话信息获取当前流的原始目的IP，提供支持接口，来支持用户态访问内核中UDP的conntrack的socketopt，从而从内核中获取UDP报文的原始目的IP，因此能够实现在linux内核中UDP协议的代理，满足操作系统的用户态对UDP代理的需求。
优选地，在所述步骤(2)中的setsockopt接口增加获取UDP报文的原始目的IP地址的方法：修改linux内核的系统调用接口sys_setsockopt()函数，在该函数添加获取UDP原始目的IP地址，并返回给setsockopt接口的调用者。
优选地，在所述步骤(3)中获取对应报文的原始目的地址包括：
(3.1)通过UDP报文中ip头部的信息构造一个tuple；具体地为
memset(&tuple,0,sizeof(tuple))；
tuple.dst.protonum＝iph->protocol；
tuple.dst.u3.ip＝iph->saddr；
tuple.dst.u.udp.port＝ports[0]；
tuple.src.u3.ip＝iph->daddr；
tuple.src.u.udp.port＝ports[1]；
tuple.src.l3num＝PF_INET；
(3.2)以这个tuple为参数调用nf_conntrack_find_get(&init_net,NF_CT_DEFAULT_ZONE,&tuple)；
(3.3)读取对应连接会话的Conntrack信息，找到对应的原始目的IP地址。具体地为：
ct＝nf_ct_tuplehash_to_ctrack(h)；
sin.sin_family＝AF_INET；
sin.sin_addr.s_addr＝
ct->tuplehash[IP_CT_DIR_ORIGINAL].tuple.dst.u3.ip
在VPN技术中，因为不支持UDP代理，所以要实现类似的功能都是在内核中编写代码，供内核中的相关模块使用，用户态无法使用这类接口，以至于要在用户态实现UDP代理几乎成为了不可能的事情。
UDP虽然与TCP不一样，是无连接的，其实在内核中还是有记录其会话信息，我们可以从会话信息中找到做过NAT的UDP流程的原始的目的IP。
本发明通过对现有Socket选项进行扩展，用户态的代理程序，只需要设置此选项，就可以轻松的获取到当前UDP报文的原始目的IP。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种UDP协议的代理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)用户态收到需要代理的UDP报文；
(2)调用设置套接口选项setsockopt接口来从用户态访问linux内核中UDP的连接跟踪Conntrack；
(3)从内核中UDP的conntrack获取对应报文的原始目的地址；
(4)将原始目的地址返回给用户态；
(5)用户态得到报文的原始目的IP地址后开始代理业务；
(6)代理业务完成后将结果反馈给原始源IP地址对应的用户；
(7)结束。
2.根据权利要求1所述的UDP协议的代理方法，其特征在于：在所述步骤(2)中的setsockopt接口增加获取UDP报文的原始目的IP地址的方法：修改linux内核的系统调用接口sys_setsockopt()函数，在该函数添加获取UDP原始目的IP地址，并返回给setsockopt接口的调用者。
3.根据权利要求2所述的UDP协议的代理方法，其特征在于：在所述步骤(3)中获取对应报文的原始目的地址包括：
(3.1)通过UDP报文中ip头部的信息构造一个tuple；
(3.2)以这个tuple为参数调用nf_conntrack_find_get(&init_net,NF_CT_DEFAULT_ZONE,&tuple)；
(3.3)读取对应连接会话的Conntrack信息，找到对应的原始目的IP地址。
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