Linux NAT 实现原理与实现
Linux NAT（Network Address Translation）是 Linux 内核中的一种网络地址转换技术，它允许多个主机共享一个公网 IP 地址，以便于更多的主机连接到 Internet。本文将介绍 Linux NAT 的实现原理和实现过程。
Linux NAT 的实现原理
Linux NAT 的实现原理基于 netfilter 框架，netfilter 是 Linux 内核中的一个网络过滤器框架，它提供了一种灵活的方式来过滤、修改和转换网络数据包。Linux NAT 实现了两种类型的 NAT：源 NAT（SNAT）和目的 NAT（DNAT）。
源 NAT（SNAT）是一种将私有 IP 地址转换为公网 IP 地址的技术，以便于私有网络中的主机可以访问 Internet。目的 NAT（DNAT）是一种将公网 IP 地址转换为私有 IP 地址的技术，以便于 Internet 中的主机可以访问私有网络中的主机。
Linux NAT 的实现过程
Linux NAT 的实现过程可以分为三个步骤：hook、NAT 处理和连接跟踪。
hook 是一种注册回调函数的机制，netfilter 框架提供了多个 hook 点，以便于开发者可以在不同的网络处理阶段插入自己的处理函数。Linux NAT 使用了两个 hook 点：NF_IP_PRE_ROUTING 点和 NF_IP_POST_ROUTING 点。NF_IP_PRE_ROUTING 点位于包-filtering 之前，用于目的 NAT，而 NF_IP_POST_ROUTING 点位于包-filtering 之后，用于源 NAT。
NAT 处理是 Linux NAT 的核心部分，它负责将数据包的源或目的地址转换为新的地址。Linux NAT 使用了两个处理函数：ip_nat_fn() 和 ip_nat_out()。ip_nat_fn() 函数是 NAT 处理的主函数，它负责将数据包的目的地址转换为新的地址，而 ip_nat_out() 函数是源 NAT 的处理函数，它负责将数据包的源地址转换为新的地址。
连接跟踪是 Linux NAT 的最后一步，它负责跟踪和记录 NAT 转换后的连接信息，以便于正确地转换数据包。连接跟踪使用了一个结构体 ip_conntrack 来记录连接信息，它包含了关于 NAT 的相关结构和信息。
Linux NAT 的相关数据结构
Linux NAT 使用了多个数据结构来记录和处理 NAT 转换后的信息。其中最重要的是 struct ip_nat_info 结构，它包含了关于 NAT 的相关信息，例如转换后的地址、端口号等。另一个重要的结构体是 union ip_conntrack_nat_help，它是各协议 NAT 时需要特殊处理的结构描述。
Linux NAT 是一个复杂的网络地址转换技术，它需要使用 netfilter 框架、hook 机制和连接跟踪来实现。通过了解 Linux NAT 的实现原理和实现过程，我们可以更好地理解和使用这个技术。
