移植 lwip，在 windows 內核構建一個 TCPIP 協議棧
親，當你點開看這篇文章，就說明你知道我想要幹什麼事情，或者說，你知道在 Windows 的內核種繞開它的網絡協議，再獨立構建一個網絡協議棧的意義。如果你要問我有 windows 系統的網絡協議棧不用，移植 lwip 有什麼意義，那麼你可以關閉鏈接走人了，因爲這篇文章不適合你，它不是講 lwip 移植原理的。
經常關注我的博客的朋友們可能還記得，大概十年前我寫過一篇關於防火牆的文章，裏面簡單提到了在 Windows 內核構建 TCP/IP 協議棧繞過防火牆的概念的可行性。當時經過研究，確實是可行的。我將 lwip 移植到了Windows 內核，以內核驅動的形式在 NDIS 層構建了一個獨立於 Windows 的網絡協議棧。lwip（Lightweight TCP/IP stack） 是一套輕量級的 TCP/IP 協議棧，不過演化到今日，它已經不“輕”了，圍繞 lwip 已經構建了一整套的以太網網絡協議。當時是基於 Windows XP平臺做的一個演示概念，使用 NDIS Hook，移植的 lwip 版本是 1.2 。因爲 lwip 提供了一套與巴克利 socket 接口幾乎 90% 兼容的 socket API，所以當時幾乎不費吹灰之力就在內核中構建了一個 http 協議的客戶端，使得驅動能夠在內核中從指定的 URL 地址（寫在註冊表中）下載一個文件，如果是可執行文件，甚至還可以用 stackoverflow 上介紹的方法在內核中啓動這個可執行文件。當時測試的主流防火牆軟件，都感知不到這些網絡訪問，可以說成功地繞過了防火牆。
這個東西做完之後，這個演示原型已經爛在我的硬盤上十幾年了，最近突然發現 lwip 已經更新到 2.1.2 版本了，支持了包括 IPV6 在內的更多協議。我看說明文件，在 contrib 部分甚至還有一個 http server 的完整實現，我的天啊，如果在內核構建一個能繞開所有防火牆的 http server，簡直不敢想象。如果利用 lwip 提供的 socket API，將 3Proxy 也移植到內核中，我的天啊，更是不敢想啊。
那麼到底行不行呢？不試試怎麼知道？趁着最近有點時間，我決定搞一下。不過真的要搞起來，困難還是很多的，首先，從 Windows vista 開始，NDIS 已經升級到了 6.x 版本，基於 5.x 的體系已經過時了，同時 64 位的 PG 不允許 Hook NDIS層，這些都是需要修改的地方。不過好在 MS 還是爲防火牆軟件的開發人員留了條口子，那就是 NDIS Filter。不用 Hook，只用合法的 NDIS Filter 能否實現這個功能呢？我心裏還是沒底的。另外，lwip 2.x 版本的體系結構和 1.2 的差異還是很大的，這個移植的工作量有多大心裏也沒底。
整理了一下，大概要做以下幾件事情：
- 以 DDK 中的 NDIS Filter 實例代碼爲基礎，刪除不需要的內容，構建一個空的 NDIS Filter 框架。
- 將 lwip 1.3.2 移植到內核。爲什麼不選擇最新的 2.1.2 版本？因爲看起來移植的工作量比較大，1.3.2 的代碼結構與 1.2 的差異比較小，並且已經開始支持 IPV6 ，基本上我們需要的功能都有了，爲了減少移植的工作量和難度，我選擇 1.3.2 版本。根據 1.2 的移植經驗，這個移植應該不難。這部分移植的主要工作是將 lwip 的收發幀接口適配到 NDIS 的體系中，同時處理好定時器線程的處理，內核線程畢竟比用戶態線程有更多的約束。還有，當系統中有多個網卡的時候，以及一塊網卡有多個 IP 接口的時候，也是需要 lwip 做一些適配修改的。
- 將 lwip 演示程序中的 http server 移植到內核，通過對 137 端口的複用，嘗試開啓一個內核中的 http server。這個東西如果成功了，應該能夠通過瀏覽器訪問：http://127.0.0.1:137 ，並看到演示的頁面。
- 最後，終極目標是嘗試將 3Proxy 移植到內核，配合 lwip 實現一個代理服務器的功能。這個如果成功了，就可以在內核神不知鬼不覺地開啓一個代理服務，3Proxy 可是支持多種代理協議的啊。這一步的工作難度還是比較大的，畢竟 lwip 的socket API接口與真的巴克利 socket 接口還是不一樣的，我考慮做一個適配層，但是如果 3Proxy 用了太多 lwip 不支持的功能，那麼這個適配層就比較難做，有可能導致移植失敗。
根據我掌握的知識，前三步還是比較容易做到的，關鍵是看我有沒有時間，要知道，我的懶惰症還是很嚴重的。上次是因爲要測試一下防火牆，所以有了點動力，這次難道還測防火牆？不管怎麼樣，先從 NDIS Filter 開始吧。
我有一個 lwip
面朝內核，支持Proxy
從今天起，關心 NDIS Filter 和 3Proxy