Linux下Netfilter创建自己的Hook函数，让数据包可以发送到用户层，然后统计节点的负载信息
写在最前面，我的linux内核版本是4.4.0-31-generic，版本是Ubuntu 16.04.1 LTS
希望实现的功能如题目所示，该功能实际分为几个步骤
- 在用户空间编写自己的Hook函数C文件，并将该文件编译成内核模块（后缀为.ko），然后加载到内核中，并测试Hook函数是否起作用
- 在用户空间编写C文件，接收内核传过来的数据包，统计负载信息，然后回传给内核
一、在用户空间编写自己的Hook函数C文件，编译生成.ko模块，并动态加载到内核中
Makefile内容为：
obj-m := myhook.o
all:
$(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
$(MAKE) -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
linux头文件在下面这个目录中可以找到
/usr/src/linux-headers-4.4.0-31-generic（内核版本）/include/
然后如果是
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/ip.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/netfilter.h>
#include <linux/netfilter_ipv4.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/netfilter_ipv4/ip_tables.h>
#include <linux/netfilter_bridge.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Wang");
MODULE_DESCRIPTION("Myhook");
static int pktcnt = 0;
//我们自己定义的hook回调函数
static unsigned int myhook_func(unsigned int hooknum, struct sk_buff **skb, const struct net_device *in, const struct net_device *out, int (*okfn)(struct sk_buff *))
{
const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
return NF_QUEUE;
}
static struct nf_hook_ops nfho =
{
.hook=myhook_func, //回调函数是myhook_func
.pf=PF_INET, //协议类型
.hooknum=NF_BR_POST_ROUTING,//挂载点
.priority=NF_IP_PRI_FIRST,//优先级
};
static int __init myhook_init(void)
{
return nf_register_hook(&nfho);
}
static void __exit myhook_fini(void)
{
nf_unregister_hook(&nfho);
}
module_init(myhook_init);
module_exit(myhook_fini);把makefile和myhook.c放在同一目录下，然后make即可，会生成myhook.ko文件。
动态加载内核模块命令为 sudo insmod myhook.ko
动态卸载内核模块命令为 sudo rmmod myhook.ko
在加载这个模块之后，你会发现自己机器无法上网了，这是因为所有的数据包都被排队到了用户空间中，需要在用户空间中进行处理，也就是我们的第二部分需要做的内容。
二、在用户空间编写C文件，接收内核传过来的数据包，统计负载信息，然后回传给内核
之前网络上很多教程说要用ip_queue模块，但实际上这个模块在新版本内核中已经没有了，所以很多程序的头文件
include <linux/netfilter_ipv4/ip_queue.h>
是已经不存在了的，没有办法使用。
所以在新版本内核中，需要用到三个库，下载地址为https://netfilter.org/projects/libnetfilter_queue/
1、libmnl
2、libnfnetlink
3、libnetfilter_queue
下载源代码后，先安装libmnl，然后安装libnfnetlink，再安装libnetfilter_queue，编译时configure, make ,make install (注意make install的时候需要sudo)
libnetfilter_queue的示例代码在libnetfilter_queue-1.0.3/examples/nf-queue和libnetfilter_queue-1.0.3/utils/nfqnl_test下都有
我们测试验证一下功能：
1、动态加载第一步中的内核模块；sudo insmod myhook.ko，把hook挂在post_routing上
2、终端执行ping www.baidu.com命令，命令没反应，发不出去数据包，因为数据包在post_routing处被hook送到用户空间了
3、运行sudo ./nf-queue 0，这里的0表示queue_num是0，目前我仅实现了hook挂在后把数据包传到第0个queue_num上，按道理应该是可以更改queue_num的，需要进一步研究。
4、此时终端会显示nf-queue收到了数据包，并且可以看到payload len，然后将数据包回传给内核，内核可以继续发送
5、关闭nf-queue，此时ping命令无法继续发送数据包
利用payload len我们就可以统计负载信息了