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Linux TUN/TAP：無法從TAP設備讀回數據

2014-01-08 21 views
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問題在於如何正確配置想要使用Tun/Tap模塊的Linux主機。Linux TUN/TAP：無法從TAP設備讀回數據

我的目標：

利用現有的路由軟件的（APP1和APP2在下面），但攔截和modifiying通過它發送和接收的所有郵件（由中保完成）。

我的情景：

   Ubuntu 10.04 Machine 
+---------------------------------------------+ 
|            | 
|APP1 --- tap1 --- Mediator --- tap2 --- APP2 | 
|            | 
+---------------------------------------------+

  • TAP1和TAP2：自來水設備安裝分別IFF_TAP標誌和IP地址10.0.0.1/24和10.0.0.2/24。創建設備的代碼如下：

    #include <stdlib.h> 
#include <stdio.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <sys/ioctl.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <linux/if.h> 
#include <linux/if_tun.h> 
#include <string.h> 
#include <errno.h> 
#include <sys/resource.h> 

void createTun(char *, char *, short); 

int main(void) 
{ 
    const short FLAGS = IFF_TAP; 
    char *tunName; 
    char *tunIP; 

    // Create tap1 
    tunName = "tap1\0"; 
    tunIP = "10.0.0.1/24\0"; 
    createTun(tunName, tunIP, FLAGS); 
    printf("Created %s with IP %s\n", tunName, tunIP); 

    // Create tap2 
    tunName = "tap2\0"; 
    tunIP = "10.0.0.2/24\0"; 
    createTun(tunName, tunIP, FLAGS); 
    printf("Created %s with IP %s\n", tunName, tunIP); 

    return 0; 
} 

void createTun(char *tunName, char *tunIP, short FLAGS) 
{ 
    char *cmd; 
    char *cloneDev = "/dev/net/tun"; 
    char *cmdIPLinkUpTemplate = "ip link set %s up"; 
    char *cmdIPAddrAddTemplate = "ip addr add %s dev %s"; 
    int cmdIPLinkUpRawLength = strlen(cmdIPLinkUpTemplate) - 2; 
    int cmdIPAddrAddRawLength = strlen(cmdIPAddrAddTemplate) - 4; 
    FILE *fp; 
    int fd, err, owner, group; 
    struct ifreq ifr; 

    owner = geteuid(); 
    group = getegid(); 

    // open the clone device 
    if((fd = open(cloneDev, O_RDWR)) < 0) 
    { 
     perror("OPEN CLONEDEV failed."); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    memset(&ifr, 0, sizeof(struct ifreq)); 
    ifr.ifr_flags = FLAGS; 
    strncpy(ifr.ifr_name, tunName, strlen(tunName)); 

    // create the device 
    if(ioctl(fd, TUNSETIFF, (void *) &ifr) < 0) 
    { 
     perror("IOCTL SETIFF denied."); 
     close(fd); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    // set dev owner 
    if(owner != -1) 
    { 
    if(ioctl(fd, TUNSETOWNER, owner) < 0) 
    { 
     perror("IOCTL SETOWNER denied."); 
     close(fd); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 
    } 

    // set dev group 
    if(group != -1) 
    { 
    if(ioctl(fd, TUNSETGROUP, group) < 0) 
    { 
     perror("IOCTL SETGROUP denied."); 
     close(fd); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 
    } 

    // set dev persistent 
    if(ioctl(fd, TUNSETPERSIST, 1) < 0) 
    { 
     perror("IOCTL SETPERSIST denied."); 
     close(fd); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    // Set dev up 
    cmd = malloc(cmdIPLinkUpRawLength + strlen(tunName) + 1); 
    sprintf(cmd, cmdIPLinkUpTemplate, ifr.ifr_name); 
    fp = popen(cmd, "r"); 
    if(fp == NULL) 
    { 
     perror("POPEN failed."); 
     close(fd); 
     free(cmd); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 
    pclose(fp); 
    free(cmd); 

    // Assign IP 
    cmd = malloc(cmdIPAddrAddRawLength + strlen(tunIP) + strlen(tunName) + 1); 
    sprintf(cmd, cmdIPAddrAddTemplate, tunIP, tunName); 
    fp = popen(cmd, "r"); 
    if(fp == NULL) 
    { 
     perror("POPEN failed."); 
     close(fd); 
     free(cmd); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    pclose(fp); 
    free(cmd); 

    return; 
}

  • 中保小自寫代碼，只需TAP1和TAP2之間轉發數據。基本結構如下：

    #include <unistd.h> 
#include <stdio.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <netinet/ip.h> 
#include <sys/ioctl.h> 
#include <sys/resource.h> 
#include <sys/epoll.h> 
#include <errno.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
#include <linux/if.h> 
#include <linux/if_tun.h> 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    const int NOF_FD = 2; 
    const char *TUN1 = "tap1"; 
    const char *TUN2 = "tap2"; 
    const char *CLONEDEV = "/dev/net/tun"; 
    int fd_tun1, fd_tun2, fd_epoll; 
    struct ifreq ifr_tun1, ifr_tun2; 
    struct epoll_event ev; 
    const int MAX_EVENTS = 1; 
    int ready, s, t; 
    const int MAX_BUF = 2000; 
    char buf[MAX_BUF]; 
    struct sockaddr_in to; 
    const short FLAGS = IFF_TAP; 

    // Open tap1 
    if((fd_tun1 = open(CLONEDEV, O_RDWR)) < 0) 
    { 
     perror("OPEN CLONEDEV for tun1 failed"); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    memset(&ifr_tun1, 0, sizeof(struct ifreq)); 
    ifr_tun1.ifr_flags = FLAGS; 
    strcpy(ifr_tun1.ifr_name, TUN1); 
    if(ioctl(fd_tun1, TUNSETIFF, (void *) &ifr_tun1) < 0) 
    { 
     perror("IOCTL SETIFF for tap1 failed"); 
     close(fd_tun1); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    // Open tap2 
    if((fd_tun2 = open(CLONEDEV, O_RDWR)) < 0) 
    { 
     perror("OPEN CLONEDEV for tap2 failed"); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    memset(&ifr_tun2, 0, sizeof(struct ifreq)); 
    ifr_tun2.ifr_flags = FLAGS; 
    strcpy(ifr_tun2.ifr_name, TUN2); 
    if(ioctl(fd_tun2, TUNSETIFF, (void *) &ifr_tun2) < 0) 
    { 
     perror("IOCTL SETIFF for tun2 failed"); 
     close(fd_tun1); 
     close(fd_tun2); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    // Prepare EPOLL 
    if((fd_epoll = epoll_create(NOF_FD)) < 0) 
    { 
     perror("EPOLL CREATE failed"); 
     close(fd_tun1); 
     close(fd_tun2); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    memset(&ev, 0, sizeof(ev)); 
    ev.events = EPOLLIN; 
    ev.data.fd = fd_tun1; 
    if(epoll_ctl(fd_epoll, EPOLL_CTL_ADD, fd_tun1, &ev) < 0) 
    { 
     perror("EPOLL CTL ADD fd_tun1 failed"); 
     close(fd_tun1); 
     close(fd_tun2); 
     close(fd_epoll); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    memset(&ev, 0, sizeof(ev)); 
    ev.events = EPOLLIN; 
    ev.data.fd = fd_tun2; 
    if(epoll_ctl(fd_epoll, EPOLL_CTL_ADD, fd_tun2, &ev) < 0) 
    { 
     perror("EPOLL CTL ADD fd_tun2 failed"); 
     close(fd_tun1); 
     close(fd_tun2); 
     close(fd_epoll); 
     exit(EXIT_FAILURE); 
    } 

    // Do relay 
    while(1) 
    { 
     if((ready = epoll_wait(fd_epoll, &ev, MAX_EVENTS, -1)) < 0) 
     { 
      if(errno == EINTR) 
       continue; 
      else 
      { 
       perror("EPOLL WAIT failed"); 
       close(fd_tun1); 
       close(fd_tun2); 
       close(fd_epoll); 
       exit(EXIT_FAILURE); 
      } 
     } 

     //printf("EPOLL WAIT SIGNALED\n"); 

     if(ev.events & EPOLLIN) 
     { 
      if((s = read(ev.data.fd, buf, MAX_BUF)) < 0) 
      { 
       perror("READ failed"); 
       close(fd_tun1); 
       close(fd_tun2); 
       close(fd_epoll); 
       exit(EXIT_FAILURE); 
      } 

      printf("Read from %s. Bytes: %d\nData:\n", (ev.data.fd == fd_tun1 ? "tun1" : "tun2"), s); 
      int k; 
      for(k = 0; k < s; k++) 
      { 
       printf("%c", buf[k]); 
      } 
      printf("\n"); 

      t = (ev.data.fd == fd_tun1) ? fd_tun2 : fd_tun1; 

      if((s = write(t, buf, s)) < 0) 
      { 
       perror("WRITE failed"); 
       close(fd_tun1); 
       close(fd_tun2); 
       close(fd_epoll); 
       exit(EXIT_FAILURE); 
      } 

      printf("Written to %s. Bytes: %d\n", (t == fd_tun1 ? "tun1" : "tun2"), s); 

      if(epoll_ctl(fd_epoll, EPOLL_CTL_DEL, ev.data.fd, NULL) < 0) 
      { 
       perror("EPOLL CTL DEL failed"); 
       close(fd_tun1); 
       close(fd_tun2); 
       close(fd_epoll); 
       exit(EXIT_FAILURE); 
      } 

      if(epoll_ctl(fd_epoll, EPOLL_CTL_ADD, ev.data.fd, &ev) < 0) 
      { 
       perror("EPOLL CTL ADD failed"); 
       close(fd_tun1); 
       close(fd_tun2); 
       close(fd_epoll); 
       exit(EXIT_FAILURE); 
      } 
     } 

     printf("\n\n"); 
    } 
}

  • APP1和APP2：分別OSPF路由守護程序經由TAP1和TAP2通信。守護進程的strace的顯示，基本上下面的系統調用涉及：

    socket(PF_INET, SOCK_RAW, 0X59 /*IPPROTO_??? */) = 8 // Opening a socket for OSPF and tap1 
fcntl64(8, F_SETFL, 0_RDONLY | 0_NONBLOCK) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_TOS, [192], 4) = 0 
setsockopt(8, SOL_SOCKET, SO_PRIORITY, [7], 4) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_PKTINFO, [1], 4) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_MTU_DISCOVER, [0], 4) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_MULTICAST_LOOP, [0], 4) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_MULTICAST_TTL, [1], 4) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_MUTLICAST_IF, "\0\0\0\0\n\0\0\1\223\0\0\0", 12) = 0 
setsockopt(8, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, "tap1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\315\375\307\250\352\t\t8\207\t\10\0\0\0\0", 32) = 0 
setsockopt(8, SOL_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, "340\0\0\5\n\0\0\1\223\0\0\0", 12) = 0 

// Then it gets in a cycle like: 
select(9, [3, 7, 8], [], NULL, {1, 0}) = 0 (Timeout) 
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, {120893, 360452769}) = 0 
time(NULL) 
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, {120893, 360504525}) = 0 
select(9, [3, 7, 8], [], NULL, {1, 0}) = 0 (Timeout) 
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, {120894, 363022746}) = 0 
time(NULL) 
...

我的用法：

  • 安裝Wireshark來TAP1。 （沒有看到流量）。
  • 開始APP1。 （wireshark在源10.0.0.1（tap1）中看到IGMP和OSPF消息）
  • 啓動APP2。 （自從Mediator還沒有運行之後，wireshark仍然只能看到帶有源10.0.0.1（tap1）的IGMP和OSPF消息）
  • Start Mediator。 （wireshark現在可以看到帶有tap1和tap2源的IGMP和OSPF消息）。

我的問題：

即使Wireshark的 - 連接到TAP1 - 看到來自TAP1和TAP2消息，APP2不接收APP1發送的消息也不認爲APP2從APP1接收消息。在上面顯示的strace抽取中，select（）調用永遠不會返回文件描述符8，實際上它將是連接到tap1的套接字。

我的問題：

爲什麼APP1無法收到信息的APP2發送即使這些消息是由APP 2發送，轉發由中保和附加到TAP1 Wireshark的見過？

我必須在Linux主機上添加任何類型/種類的附加路由嗎？

我在設置tun/tap設備時犯了錯誤嗎？

我的調解員代碼無法正常工作嗎？

來源

2014-01-08 ratio

+0

您是否可以將兩個進程附加到分流界面？ – brainydexter

回答

0

我還沒有試過你的代碼（有點奇怪，你可以從用戶空間打開TAP設備兩次，而不是用戶空間不是using a multiqueue flag，但我們假設這是正確的），但是在處理TAP的方式中存在概念錯誤設備。

什麼TUN/TAP基本上只是一個管道，這個管道的一端在內核（tapX接口），另一端在某些用戶空間應用程序中。無論這個應用程序寫入管道到達內核接口作爲傳入流量（你可以用wireshark看到它）。無論內核發送到該管道（傳出到tapX）最終進入應用程序（您可以在應用程序中讀取的數據）。

您的代碼當前正在打開的是同一管道的另一個用戶空間部分，而這不是您想要的。你想在管道的另一端獲得交通。從技術上講，你目前正在做的事情可以通過一個簡單的橋接器來完成，並且兩個水龍頭都被添加爲端口。當然，如果你不想只是橋接，但以某種方式修改流量，事情會變得更加複雜。

解決此問題的一種方法是添加另一對TAP接口。您橋接（如內核橋接）您的tap1與tap3，tap2與tap4，現在您在「中介」中打開tap3和tap4，並在它們之間打開代理幀。這是非常低效的，但可能是解決您的問題。

來源

2016-08-10 14:04:52

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