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xdp/xdp_accelerated_nat.c
T
2025-02-26 19:08:28 -03:00

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6.5 KiB
C

#include <linux/bpf.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/ip.h>
#include <linux/tcp.h>
#include <linux/udp.h>
#include <linux/in.h>
#include <bpf/bpf_helpers.h>
#include <bpf/bpf_endian.h>
// Definir arquitetura ARM64 explicitamente
#ifndef __TARGET_ARCH_arm64
#define __TARGET_ARCH_arm64
#endif
// Definições para contornar erros de compilação
#ifndef __section
#define __section(NAME) \
__attribute__((section(NAME), used))
#endif
// Substituir o SEC original pela versão compatível com ARM64
#undef SEC
#define SEC(NAME) __section(NAME)
/* Estrutura para conexões NAT */
struct nat_conn {
__u32 orig_src_ip; // IP de origem original
__u16 orig_src_port; // Porta de origem original
__u32 orig_dst_ip; // IP de destino original
__u16 orig_dst_port; // Porta de destino original
__u32 new_src_ip; // Novo IP de origem (para SNAT)
__u16 new_src_port; // Nova porta de origem (para SNAT)
__u32 new_dst_ip; // Novo IP de destino (para DNAT)
__u16 new_dst_port; // Nova porta de destino (para DNAT)
__u8 proto; // Protocolo (TCP/UDP)
__u8 state; // Estado da conexão (1=ativo)
__u64 last_update; // Timestamp da última atualização
};
/* Chave para consulta rápida de DNAT em pacotes de entrada */
struct dnat_key {
__u32 dst_ip;
__u16 dst_port;
__u8 proto;
__u8 padding; // Adicionado para alinhamento em ARM64
} __attribute__((packed));
/* Chave para busca de conexões de saída */
struct conn_key {
__u32 src_ip;
__u16 src_port;
__u32 dst_ip;
__u16 dst_port;
__u8 proto;
__u8 padding; // Adicionado para alinhamento em ARM64
} __attribute__((packed));
/* Mapas BPF para NAT */
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH); // Alterado de LRU_HASH para HASH para maior compatibilidade
__uint(max_entries, 65536);
__type(key, struct conn_key);
__type(value, struct nat_conn);
} conn_track_map SEC(".maps");
/* Mapa para regras DNAT estáticas */
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
__uint(max_entries, 1024);
__type(key, struct dnat_key);
__type(value, struct nat_conn);
} dnat_rules SEC(".maps");
/* Mapa para redes que devem ter SNAT aplicado */
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
__uint(max_entries, 256);
__type(key, __u32); // Prefixo de rede (/16)
__type(value, __u8); // Flag (1=ativo)
} snat_networks SEC(".maps");
/* Mapa para estatísticas */
struct nat_stats {
__u64 processed; // Pacotes processados
__u64 snat_hits; // Acertos de SNAT
__u64 dnat_hits; // Acertos de DNAT
__u64 new_conns; // Novas conexões
__u64 errors; // Erros
};
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_ARRAY);
__uint(max_entries, 1);
__type(key, __u32);
__type(value, struct nat_stats);
} stats_map SEC(".maps");
/* Configuração para IP do gateway (usado para SNAT) */
struct {
__uint(type, BPF_MAP_TYPE_ARRAY);
__uint(max_entries, 1);
__type(key, __u32);
__type(value, __u32);
} gateway_ip_map SEC(".maps");
/* Função para calcular IPv4 checksum - simplificada para evitar loops */
static __always_inline __u16 ip_checksum(struct iphdr *ip) {
__u32 sum = 0;
// Para ARM64, calcular o checksum sem depender de loops
__u16 *iph = (__u16 *)ip;
// Zeramos o campo checksum do IP header
ip->check = 0;
// Calculamos a soma de palavras de 16 bits do header IP
// O tamanho padrão do header IP é 20 bytes (5 palavras de 32 bits ou 10 de 16 bits)
sum += iph[0];
sum += iph[1];
sum += iph[2];
sum += iph[3];
sum += iph[4];
sum += iph[5];
sum += iph[6];
sum += iph[7];
sum += iph[8];
sum += iph[9];
// Dobrar 32-bit para 16-bit para obter o checksum final
sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
return ~sum; // Complemento de 1
}
/* Função simplificada para atualizar checksum */
static __always_inline __u16 update_checksum(__u16 old_checksum, __u32 old_value, __u32 new_value) {
__u32 sum = ~((uint32_t)old_checksum) & 0xFFFF;
sum += ~(old_value >> 16) & 0xFFFF;
sum += ~old_value & 0xFFFF;
sum += (new_value >> 16) & 0xFFFF;
sum += new_value & 0xFFFF;
sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
sum = (sum & 0xFFFF) + (sum >> 16);
return ~sum & 0xFFFF;
}
/* Função para atualizar estatísticas */
static __always_inline void update_stats(__u32 stat_type) {
__u32 key = 0;
struct nat_stats *stats;
stats = bpf_map_lookup_elem(&stats_map, &key);
if (stats) {
if (stat_type == 0) stats->processed++;
else if (stat_type == 1) stats->snat_hits++;
else if (stat_type == 2) stats->dnat_hits++;
else if (stat_type == 3) stats->new_conns++;
else if (stat_type == 4) stats->errors++;
}
}
/* Função para verificar e aplicar SNAT para redes internas */
static __always_inline int should_apply_snat(__u32 src_ip) {
// Extrair o prefixo /16
__u32 prefix = src_ip & 0xFFFF0000;
__u8 *flag;
flag = bpf_map_lookup_elem(&snat_networks, &prefix);
return (flag && *flag == 1) ? 1 : 0;
}
/* Programa principal XDP para aceleração de NAT */
SEC("xdp")
int xdp_accelerate_nat(struct xdp_md *ctx) {
void *data = (void *)(long)ctx->data;
void *data_end = (void *)(long)ctx->data_end;
// Verificação básica de limites
if (data + sizeof(struct ethhdr) > data_end)
return XDP_PASS;
struct ethhdr *eth = data;
// Só processa IPv4
if (eth->h_proto != bpf_htons(ETH_P_IP))
return XDP_PASS;
struct iphdr *ip = (void *)(eth + 1);
if ((void *)(ip + 1) > data_end)
return XDP_PASS;
// Ignorar pacotes não-TCP/UDP por enquanto
if (ip->protocol != IPPROTO_TCP && ip->protocol != IPPROTO_UDP)
return XDP_PASS;
// Incrementar contador de pacotes processados
update_stats(0);
// Restante do código simplificado para compatibilidade ARM64
// No caso de XDP modo genérico, vamos deixar a maioria do processamento
// NAT para o TC/iptables padrão para garantir compatibilidade
// Aplicar SNAT básico para rede interna
if (should_apply_snat(ip->saddr)) {
update_stats(1); // SNAT hit
// Permitir que o TC/iptables faça o trabalho real de SNAT
return XDP_PASS;
}
// Apenas passar pacotes normalmente
return XDP_PASS;
}
/* Simplificação extrema para compatibilidade */
char _license[] SEC("license") = "GPL";