桥接虚拟局域网和真实局域网到同一网段原理分析_网络其他教程-查字典教程网
桥接虚拟局域网和真实局域网到同一网段原理分析
桥接虚拟局域网和真实局域网到同一网段原理分析
发布时间:2016-12-21 来源:查字典编辑
摘要:接上一篇文章《虚拟局域网》。虚拟局域网底层”物理链路“,其实就是建立在真实网卡TCP/UDP协议上,通过UDP来转发...

接上一篇文章《虚拟局域网》。

虚拟局域网底层”物理链路“,其实就是建立在真实网卡TCP/UDP协议上,

通过UDP来转发虚拟网卡产生的以太网卡数据包,

而上层的应用程序看到的,就跟在一个真实的网络里通讯一样。

但是虚拟局域网也就只局限于在本网络里通讯,等于是一个封闭的网络一样。

他们要跟真实局域网建立联系,该怎么做呢,上篇文章说道可以借助NAT,

也可以借助路由让不同网段的虚拟网络和真实网络建立联系(至于这个功能暂时还没折腾出来),

还有就是桥接,让虚拟局域网和真实物理网络处于同一个网段,

熟悉VMWARE虚拟机,就应该明白什么是桥接功能了。

vmware网络设置里首先要绑定到一块真实的网卡,接着才能使用桥接功能。

这种桥接,让vmware虚拟机里的操作系统就跟局域网里的一台真正的机器一样,有独立IP地址,能被其他机器访问到。

看那起来是很神奇的功能,其实明白了原理,相信大部分熟悉程序开发的人都能自己实现

(即使不懂驱动,也能利用现成的抓包开发包比如WinPcap来实现),

这个原理简单的说,就是把这个被绑定的网卡,看作是一个具有多个IP地址的网卡,

每个IP地址分配给不同的虚拟机器。

以vmware举个容易明白的例子,

假设一台电脑,处于网段192.168.100.XX的局域网中,其物理网卡PC-CARD, 它的IP地址是192.168.100.2,

这台电脑上装有vmware,vmware装有另外一个操作系统,设置vmware为桥接模式,并且绑定到物理网卡PC-CARD上,

vmware里装的操作系统IP地址假设是 192.168.100.3,

局域网中的其他机器,比如192.168.100.4是如何访问到192.168.100.3的呢?

局域网绝大部分都是以太网标准,依靠MAC地址来识别以太网数据包的地址, 其实所有数据包都被发送到PC-CARD网卡,

vmware在NDIS协议驱动层开发一个驱动程序,截获他所感兴趣的数据包,这里是ip地址192.168.100.3的数据包,

并发送到应用层,并且修改目标MAC地址为虚拟机里操作系统的网卡地址,发送到vmware里,

虚拟机里的操作系统发送回应包给用户程序,修改源MAC地址为PC-CARD的地址,

vmware的协议驱动再发送给网卡,这样,192.168.100.4的机器就能接收到虚拟机里操作系统的数据包。

而192.168.100.4的机器一直以为是在跟PC-CARD的另一个IP地址192.168.100.3通讯。

现在要说的是,在vmware功能基础上,

扩展成来自不同地方的虚拟局域网和物理局域网合并成一个网段,互相无障碍的通讯。

主要的通讯结构还是《虚拟局域网》里所描述的:

一个公网服务器负责转发以太网数据包,其他的虚拟局域网客户端连接到这个公网服务器,

某个想把自己所在的物理局域网的机器都给共享出来,他的桥接驱动客户端也同样连接到这个公网服务器。

同时需要把所有虚拟网卡的网段设置成这个物理局域网的网段,这样才能正常通讯。

首先开发NDIS协议驱动程序,抓取网卡发送和接收的数据包,

如果不懂驱动,完全可以利用现成的WinPcap来截获数据包。

在协议驱动中设置包过滤原则为所有本地包,这样从本网卡发送出去的和接收到的包括广播组播包就会截获到,

再通过一个功能设备,发送给应用程序。协议驱动还应该具备从应用层发送以太网数据包到网卡的接口。

驱动部分基本上就做这么多事情,驱动的功能完全可以利用WinPcap替代,因为WinPcap的底层就是个NDIS协议驱动。

主要的工作在应用层部分,

程序首先绑定到某块网卡,同时获得这块网卡的MAC地址和它的所有IP地址。

在应用层接收到驱动发来的数据包,需要进一步过滤。过滤原则如下:

1),如果是广播包或者组播包,接收,同时不需要修改数据包的目标MAC地址。

2),如果数据包的目标MAC地址不是本网卡的MAC地址,丢弃。

3),如果数据包目标MAC地址等于本网卡的MAC地址,分析数据包类型,保留ARP,RARP和IP类型的数据包,

其他类型的数据包丢弃,

4),在3)的基础上,进一步分析数据包,取出发送的目标IP地址,如果是发给本网卡的,丢弃,否则接收。

5),在4)的基础上,修改数据包的目标MAC地址为真正发送目的地MAC地址

(至于如何修改,可先事先商量好目标IP地址和目标MAC地址的对应关系。

我是采用动态办法:从公网服务器接收的以太网数据包,缓存它的源MAC地址和IP地址对应关系。)

过滤成功的数据包,发送到公网服务器上去转发。

从公网服务器接收数据包,接收到的数据包首先缓存他的源MAC地址和IP地址的对应关系,作为上边第5点的过滤条件。

接着修改数据包的源MAC地址为本网卡的MAC地址,为何要如此做,是因为在这个物理局域网网络中,是靠MAC地址

寻址的,如果不修改,物理局域网的其他机器就不知道该发给谁。

如上所说,整个桥接客户端的核心功能就已经实现。

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