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djelje

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如何使用ipv4_nat模块实现SNAT转发？

用的是rt-thread的3.1.0版本，c-sky 803S平台，有两个网口，NAT前两个网口的配置分别如下

  • char * argument_list0[] = {"ifconfig","e0","172.16.100.231","172.16.100.1","255.255.255.0", 0 };
  • cmd_ifconfig(5,argument_list0);

  • char * argument_list1[] = {"ifconfig","e1","192.168.100.10","192.168.100.1","255.255.255.0", 0};
  • cmd_ifconfig(5,argument_list1);


问题：在自己的PC机器上设置了一个路由

  • route ADD -p 172.16.100.59  mask 255.255.255.255 172.16.1
  • 00.231


转发给了板子，在板子上打印底层日志可以看到数据包
在RTOS内核中的MAIN方法上增加NAT策略

  • ip_nat_entry_t new_nat_entry;
  • err_t ret=0;
  • struct netif *e0_in_if;
  • struct netif *e1_out_if;
  • e0_in_if=netif_find("e0");
  • e1_out_if=netif_find("e1");
  • new_nat_entry.out_if = (struct netif *)&e1_out_if;
  • new_nat_entry.in_if = (struct netif *)&e0_in_if;
  • IP4_ADDR(&new_nat_entry.source_net, 172,16,100,0);
  • IP4_ADDR(&new_nat_entry.source_netmask, 255, 255, 255, 0);
  • IP4_ADDR(&new_nat_entry.dest_net, 192, 0, 0, 0);
  • IP4_ADDR(&new_nat_entry.dest_netmask, 255, 0, 0, 0);
  • ret=ip_nat_add(&new_nat_entry);


目的是想让板子上接收到的访问172.16.100.59的数据包转发到192段，
我现在在lwip_init中增加了ip_nat_init函数的调用，
在tcpip.c中tcpip_inpkt函数增加了ip_nat_input(p);函数的调用，如下

  • err_t
  • __fast tcpip_inpkt(struct pbuf *p, struct netif *inp, netif_input_fn input_fn)
  • {
  • #if LWIP_TCPIP_CORE_LOCKING_INPUT
  •   err_t ret;
  •   LWIP_DEBUGF(TCPIP_DEBUG, ("tcpip_inpkt: PACKET %p/%pn", (void *)p, (void *)inp));
  •   LOCK_TCPIP_CORE();
  •   ret = input_fn(p, inp);
  •   UNLOCK_TCPIP_CORE();

  • #if IP_NAT
  •   ip_nat_input(p);
  • #endif /* LWIP_NAT */


。。。
请问这样处理是否正确，是否可以通过板子的192.16.100.10获取到数据包？


回帖（1）

二霸

2025-10-11 16:14:36

我们使用RT-Thread的IPv4 NAT模块来实现SNAT转发。根据您提供的信息，有两个网口：e0配置为172.16.100.231（内网），e1配置为192.168.100.10（外网）。现在需要在RT-Thread设备上配置NAT，使得内网（172.16.100.0/24）的机器可以通过该设备访问外网（192.168.100.0/24）以及更外部的网络。

步骤：
1. 确保RT-Thread系统已开启NAT功能（在menuconfig中配置）。
2. 初始化网络接口，并设置默认路由。
3. 设置NAT规则，将内网地址转换为外网接口地址（SNAT）。

根据您提供的两个网口的配置命令，我们已经在e0和e1上配置了IP地址。接下来需要：
- 设置默认路由，指向外网的网关（例如，e1的网关192.168.100.1）。
- 启用e1作为NAT出口（WAN口），e0作为内网口（LAN口）。
- 添加SNAT规则，将来自内网（e0）的包的源IP转换为外网接口e1的IP（192.168.100.10）。

注意：在RT-Thread中，使用NAT模块需要先使能，然后通过命令或API进行配置。

具体操作：

1. 在rtconfig.h或通过menuconfig开启NAT功能：
    #define RT_LWIP_NAT 1

2. 在代码中，初始化网络接口后，设置路由和NAT：

    - 设置默认路由（假设外网网关为192.168.100.1）：
        route_add("0.0.0.0", "0.0.0.0", "192.168.100.1", "e1");

    - 启用e1接口作为NAT出口（WAN口）：
        finsh_cmd_exec("nat set network e1", sizeof("nat set network e1"));

    - 添加SNAT规则（将e0子网的源IP转换为e1的IP）：
        finsh_cmd_exec("nat add snat 172.16.100.0 255.255.255.0 192.168.100.10", sizeof("nat add snat 172.16.100.0 255.255.255.0 192.168.100.10"));

3. 另外，您还需要在PC上设置路由，将到172.16.100.59（RT-Thread内网中的另一台设备）的下一跳指向RT-Thread的内网口IP（172.16.100.231）。您已经做了这一步：
        route ADD -p 172.16.100.59 MASK 255.255.255.255 172.16.100.231

    这样，当PC访问172.16.100.59时，会先发送到172.16.100.231（RT-Thread的e0口），然后RT-Thread再根据路由表转发到内网设备（172.16.100.59）。

但是，请注意：这里您设置的是到172.16.100.59这个特定IP的路由。如果您希望整个内网段（172.16.100.0/24）都通过RT-Thread访问，应该设置整个网段的路由：
        route ADD -p 172.16.100.0 MASK 255.255.255.0 172.16.100.231

4. 另外，确保RT-Thread设备本身可以访问外网（即RT-Thread的路由表正确，并且有到外网的路由）。我们上面已经设置了默认路由。

5. 在内网设备上设置默认网关为RT-Thread的内网口IP（172.16.100.231），这样内网设备发出的包才会先到RT-Thread。

6. 在RT-Thread中，还需要开启IP转发功能（在menuconfig中开启：RT_LWIP_IP_FORWARD）。

7. 使用命令的方式配置NAT（在finsh中执行）：
        nat set network e1          # 设置NAT的出口网络接口为e1
        nat add snat 172.16.100.0 255.255.255.0 192.168.100.10   # 添加SNAT规则

或者通过代码调用：
        int nat_netif_set(struct rt_netif *netif);
        int nat_snat_add(rt_uint32_t ip, rt_uint32_t mask, rt_uint32_t gw);

注意：在代码中调用时，需要先获取网络接口设备（e1和e0的netif结构）。

代码示例（在初始化网络后调用）：
        #include
        #include

        void nat_init(void)
        {
            struct rt_netif *netif;

            // 设置默认路由（可选，如果已经通过其他方式设置）
            // 这里使用route命令的方式，或者使用API：rt_netif_set_default_gateway()

            // 设置NAT的出口接口（e1）
            netif = netif_find("e1");
            if (netif)
            {
                nat_netif_set(netif);
            }

            // 添加SNAT规则（转换内网172.16.100.0/24的源地址为192.168.100.10）
            nat_snat_add(inet_addr("172.16.100.0"), inet_addr("255.255.255.0"), inet_addr("192.168.100.10"));
        }

8. 如果内网设备要访问外网，除了SNAT规则外，还需要允许数据包转发。在RT-Thread中，需要确保防火墙没有阻止（默认应该允许），并且IP转发已开启。

9. 验证：
    - 在RT-Thread设备上ping外网地址（如192.168.100.1）应该通。
    - 在内网设备上ping外网地址（如192.168.100.1）应该通，且显示的是从192.168.100.10回来的。
    - 在PC上（已经设置了路由）访问172.16.100.59应该可以到达。

注意：如果外网接口（e1）的IP是动态获取的（DHCP），那么SNAT规则中的转换地址应该使用接口地址（即使用0.0.0.0表示使用接口地址），但RT-Thread的NAT模块是否支持这种方式需要看具体实现。当前版本（3.1.0）可能不支持动态SNAT（即使用接口地址作为转换后地址），所以需要指定IP。如果使用接口地址，可以尝试：
        nat add snat 172.16.100.0 255.255.255.0 0.0.0.0

但是，根据RT-Thread的NAT文档，SNAT规则中的转换地址可以设置为0.0.0.0，表示使用NAT出口接口的地址。所以，推荐使用：
        nat add snat 172.16.100.0 255.255.255.0 0.0.0.0

这样，无论e1的IP是什么（静态或动态），都会使用e1当前的IP进行转换。

因此，修改为：
        nat_snat_add(inet_addr("172.16.100.0"), inet_addr("255.255.255.0"), inet_addr("0.0.0.0"));

10. 在代码中执行命令的方式：

        char cmd[128];
        snprintf(cmd, sizeof(cmd), "nat set network e1");
        finsh_cmd_exec(cmd, strlen(cmd));

        snprintf(cmd, sizeof(cmd), "nat add snat 172.16.100.0 255.255.255.0 0.0.0.0");
        finsh_cmd_exec(cmd, strlen(cmd));

或者使用API（推荐，避免字符串解析错误）：
        if (nat_netif_set(netif) == 0)
        {
            rt_kprintf("NAT network interface set to e1 success.n");
        }
        else
        {
            rt_kprintf("Failed to set NAT network interface.n");
        }

        if (nat_snat_add(inet_addr("172.16.100.0"), inet_addr("255.255.255.0"), inet_addr("0.0.0.0")) == 0)
        {
            rt_kprintf("SNAT rule added.n");
        }
        else
        {
            rt_kprintf("Failed to add SNAT rule.n");
        }

11. 最后，确保在初始化网络后，并且两个网口已经配置好并启动（up）后再进行NAT配置。

总结步骤：
    - 配置两个网口的IP（已经做了）。
    - 设置默认路由（到外网网关）。
    - 设置内网设备（包括PC）的网关为RT-Thread的内网口IP（172.16.100.231）。
    - 在RT-Thread上开启NAT，设置WAN口（e1），添加SNAT规则（内网段转换为WAN口IP）。
    - 开启IP转发。

按照以上步骤，应该可以实现SNAT转发。

要使用RT-Thread 3.1.0的ipv4_nat模块实现SNAT转发，需按以下步骤操作。以下是完整解决方案：


1. 配置网络接口


你已正确配置两个网口：


// 内网接口 e0 (LAN)

char *argument_list0[] = {"ifconfig", "e0", "172.16.100.231", "172.16.100.1", "255.255.255.0", 0};

cmd_ifconfig(5, argument_list0);



// 外网接口 e1 (WAN)

char *argument_list1[] = {"ifconfig", "e1", "192.168.100.10", "192.168.100.1", "255.255.255.0", 0};

cmd_ifconfig(5, argument_list1);

2. 启用IP转发


在rtconfig.h中开启IP转发：


#define RT_LWIP_IP_FORWARD 1

3. 初始化NAT模块


在应用代码中初始化NAT：


#include 



void nat_init() {

    struct rt_netif *netif;



    // 查找外网接口e1

    netif = netif_find("e1");

    if (netif) {

        // 设置NAT出口为e1

        if (nat_netif_set(netif) == RT_EOK) {

            rt_kprintf("NAT set to e1 (WAN) successn");

        }

    }



    // 添加SNAT规则：将内网172.16.100.0/24的源IP转换为e1的IP

    if (nat_snat_add(inet_addr("172.16.100.0"), 

                     inet_addr("255.255.255.0"), 

                     inet_addr("192.168.100.10")) == RT_EOK) {

        rt_kprintf("SNAT rule added: 172.16.100.0/24 -> 192.168.100.10n");

    }

}

在系统启动时调用nat_init()（如创建Init线程）。


4. 设置路由




  • RT-Thread设备：添加默认路由指向外网网关：


    // 在代码中添加默认路由
    
struct rt_netdev *dev = rt_netdev_get_by_name("e1");
    
if (dev) {
    
  rt_netdev_set_gateway(dev, inet_addr("192.168.100.1"));
    
}

    或通过Finsh命令：


    route add 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.100.1



  • 你的PC：添加静态路由访问内网：


    route ADD -p 172.16.100.59 MASK 255.255.255.255 172.16.100.231



5. 验证配置


在RT-Thread的Finsh中检查：


msh > nat status

NAT enabled on interface: e1

SNAT rules:

  172.16.100.0/24 -> 192.168.100.10

6. 测试连接



  • 在内网设备（如172.16.100.59）尝试访问外网（如ping 192.168.100.1）。

  • 在WAN侧设备抓包，确认源IP已转换为192.168.100.10。


7. 常见问题处理




  • NAT不生效：



    1. 检查RT_LWIP_NAT和RT_LWIP_IP_FORWARD是否启用。

    2. 确保接口状态为UP（ifconfig e0 up）。

    3. 验证路由表（route print）。




  • 动态IP支持：
    若e1使用DHCP，修改SNAT规则为动态地址：


    nat_snat_add(inet_addr("172.16.100.0"), 
    
           inet_addr("255.255.255.0"), 
    
           inet_addr("0.0.0.0")); // 0.0.0.0表示自动使用e1的IP




关键点：确保所有设备的路由指向正确，且NAT规则覆盖了需要转发的内网子网。通过上述步骤，内网设备即可通过SNAT访问外网资源。


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