Jump The Great Firewall【step15 支持DHCP】

一、修正错误

之前在测试过程中，经常性的出现Invalid msg错误，导致连接被重置。经过调查，发现原来是数据分片时最后一个分片的长度计算有误导致。下面我们来分析一下这个错误的代码：

int check_msg(client_t* client, msg_t* msg)
{
    size_t msg_data_len;
    if (msg->zone.clip)
    {
        if (msg->zone.last) msg_data_len = msg_data_length(msg) % client->max_length;
        else msg_data_len = client->max_length;
    }
    else msg_data_len = msg_data_length(msg);
    if (checksum(msg, sizeof(msg_t) + msg_data_len))
    {
        SYSLOG(LOG_ERR, "Invalid msg");
        return 0;
    }
    return 1;
}

由上面的代码可以看出，当到来的数据包为最后一个分片时，根据代码中的运算方法直接与对端的max_length取模，此时如果最后一个分片的长度正好能被max_length整除时。所计算出的长度就是错的，应此会平凡的遇到Invalid msg错误。与该错误类似的问题已全部修正，已修正的函数有：

network.c:
  process_clip_msg和check_msg函数
msg_group.c:
  parse_msg_group函数
server.c:
  tcp_process函数
client.c:
  client_process函数

二、支持DHCP

1. 增加配置文件中的use_dhcp字段并增加lua接口
2. 修改sys_login_msg_t结构

   typedef struct
   {
       unsigned short major_version;
       unsigned char  minor_version : 4;
       unsigned char  revision_version : 4;
       unsigned int   ip;
       unsigned int   gateway;
       unsigned char  mask;
       unsigned short internal_mtu;
       unsigned char  signature[31];
       unsigned char  dhcp;
   } sys_login_msg_t;
   

   将头3个字节修改为版本号的定义，在末尾增加31字节的signature和1字节的dhcp标志位，使用31字节作为signature的长度的意义在于与下一字节的dhcp标志位组合后使整个结构对齐到46字节。由于该校验工作只发生在连接建立后，因此出于安全和拓展因素考虑，在配置文件中只记录签名文件的路径，在每次进行校验时由lua脚本动态读出并做校验。这样做的好处是：(1) 安全，文件内容永远不记录在内存中 (2) 拓展性强，当服务器端添加新的客户端签名时无需重启服务器端程序。 需要注意的是：建议为每个单独的客户端配置不同的签名，这样做的好处是，每个客户端都独立持有各自的签名，更加安全。

3. 修改server_process_login函数 1). 首先对客户端传来的版本号进行检查 2). 若不是DHCP模式则检查客户端传过来的内网IP是否在当前网段内 3). 检查客户端所传签名是否在当前签名文件中 4). 根据是否启用DHCP模式决定调用server_process_login_dhcp函数或server_process_login_no_dhcp函数，其中前者根据当前网段寻找一个合适的IP地址通知客户端，后者为原逻辑
4. 修改connect_server函数 1). 检查服务器端传来的版本号与本地版本号是否相同 2). 检查服务器端传来的IP地址是否为0 3). 检查服务器端传来的signature是否与本地的相同 4). 检查服务器端传来的IP地址是否与本地的相同，若不同且服务器端为DHCP模式则使用服务器端给定的IP进行绑定 5). 进行其他初始化

三、更灵活的签名校验

为了兼容老版本，因此将sys_login_msg_t结构的头3字节用作版本号的定义。同时为了增强灵活性和安全性，在qtun程序中仅保存signature文件的路径，每次做校验时都动态的将其读出。

1. 定义script_signature_verify和script_load_signature接口

   int script_signature_verify(lua_State* lua, const unsigned char signature[31]) {
       lua_getglobal(lua, "signature_verify");
       lua_pushlstring(lua, (char*)signature, 31);
       if (lua_pcall(lua, 1, 1, 0) != 0) {
           SYSLOG(LOG_ERR, "%s\n", lua_tostring(lua, -1));
           return 0;
       }
       return lua_toboolean(lua, -1);
   }
   
   int script_load_signature(lua_State* lua, unsigned char signature[31]) {
       const char* str;
       lua_getglobal(lua, "signature_load");
       if (lua_pcall(lua, 0, 1, 0) != 0) {
           SYSLOG(LOG_ERR, "%s\n", lua_tostring(lua, -1));
           return 0;
       }
       str = lua_tostring(lua, -1);
       memcpy(signature, str, 31);
       return 1;
   }
   

2. 以上两个函数最终会调用qtun.lua中的signature_verify和signature_load接口

   function signature_load()
       local file = io.open(qtun.conf.signature_file)
       local ret = ‘‘
       assert(file)
       if qtun.state.is_server then
           ret = file:read(‘*a‘)
       else
           ret = file:read(31)
       end
       file:close()
       return ret
   end
   
   function signature_verify(signature)
       if qtun.state.is_server then
           local file = io.open(qtun.conf.signature_file)
           assert(file)
           while true do
               local line = file:read()
               if line == nil then break end
               if line == signature then return true end
           end
           file:close()
           return false
       else
           return signature == signature_load()
       end
   end
   

3. 在connect_server函数中，创建login消息前先将签名读出来

   unsigned char signature[31] = {0};
   script_load_signature(qtun->lua, signature);
   msg = new_login_msg(qtun->localip, 0, 0, 1, 0, signature);
   

4. 在server_process_login函数中，调用script_signature_verify检查客户端所传来的签名是否存在于签名文件中

   if (!script_signature_verify(qtun->lua, login->signature)) { // 签名检查失败
       msg_t* new_msg;
       unsigned char signature[sizeof(login->signature)];
       memset(signature, 0, sizeof(signature));
       SYSLOG(LOG_ERR, "unknown signature");
       pool_room_free(&qtun->pool, room_id);
       data = NULL;
       new_msg = new_login_msg(0, 0, 0, 0, 0, signature);
       if (new_msg) {
           write_c(client, new_msg, sizeof(msg_t) + msg_data_length(new_msg));
           pool_room_free(&qtun->pool, MSG_ROOM_IDX);
       }
       close_client(for_del, idx);
       goto end;
   }
   

5. 在connect_server函数中，服务器返回数据时调用script_signature_verify接口进行校验

   if (!script_signature_verify(qtun->lua, login->signature)) {
       SYSLOG(LOG_ERR, "invalid signature");
       pool_room_free(&qtun->pool, room_id);
       goto end;
   }
   

四、完整代码

完整代码可到step15中查看

版本号：1.0.0

日期：2015-05-20