新增虚拟网卡(vnic)核心功能及示例程序
- 实现虚拟网卡创建、配置和管理功能 - 添加基础示例(basic)展示基本用法 - 添加完整示例(complete)支持命令行参数和详细日志 - 添加.gitignore忽略vendor目录 - 添加go.mod和go.sum管理依赖
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commit
b3a2a5892e
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@ -0,0 +1 @@
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vendor/
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@ -0,0 +1,91 @@
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package main
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import (
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"fmt"
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||||
"log"
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"os"
|
||||
"os/signal"
|
||||
"syscall"
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||||
"time"
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||||
"git.kingecg.top/kingecg/vnic"
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)
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func main() {
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// 创建虚拟网卡配置
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config := vnic.Config{
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||||
IP: "192.168.100.1/24", // 设置虚拟网卡的IP地址和子网掩码
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||||
}
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||||
// 创建虚拟网卡
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||||
log.Println("正在创建虚拟网卡...")
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||||
nic, err := vnic.New(config)
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if err != nil {
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log.Fatalf("创建虚拟网卡失败: %v", err)
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||||
}
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||||
// 确保程序退出时关闭虚拟网卡
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||||
defer func() {
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||||
log.Println("正在关闭虚拟网卡...")
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||||
if err := nic.Close(); err != nil {
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log.Printf("关闭虚拟网卡时出错: %v", err)
|
||||
}
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}()
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||||
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||||
log.Printf("虚拟网卡创建成功，接口名称: %s", nic.Name())
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||||
// 创建一个通道来监听系统信号
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sigCh := make(chan os.Signal, 1)
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signal.Notify(sigCh, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
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||||
// 启动一个goroutine来读取数据包
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||||
go func() {
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||||
buffer := make([]byte, 2000)
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for {
|
||||
n, err := nic.Read(buffer)
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||||
if err != nil {
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||||
log.Printf("读取数据包时出错: %v", err)
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||||
return
|
||||
}
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||||
log.Printf("收到数据包: %d 字节", n)
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||||
// 在实际应用中，这里可以解析和处理IP数据包
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// 例如：解析IP头部、提取源/目标地址等
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}
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}()
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// 每隔5秒发送一个测试数据包
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go func() {
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// 创建一个简单的ICMP Echo请求数据包（ping）
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// 注意：这只是一个示例，实际上这个数据包格式不完整
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icmpPacket := []byte{
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0x45, 0x00, 0x00, 0x1c, // IP头: 版本、服务类型、总长度
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||||
0x12, 0x34, 0x00, 0x00, // IP头: 标识、标志、片偏移
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||||
0x40, 0x01, 0x00, 0x00, // IP头: TTL、协议(ICMP=1)、校验和
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||||
0xc0, 0xa8, 0x64, 0x01, // IP头: 源IP (192.168.100.1)
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||||
0xc0, 0xa8, 0x64, 0x02, // IP头: 目标IP (192.168.100.2)
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||||
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||||
0x08, 0x00, 0x00, 0x00, // ICMP: 类型(Echo请求)、代码、校验和
|
||||
0x00, 0x01, 0x00, 0x01, // ICMP: 标识符、序列号
|
||||
}
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||||
ticker := time.NewTicker(5 * time.Second)
|
||||
defer ticker.Stop()
|
||||
|
||||
for {
|
||||
select {
|
||||
case <-ticker.C:
|
||||
_, err := nic.Write(icmpPacket)
|
||||
if err != nil {
|
||||
log.Printf("发送数据包时出错: %v", err)
|
||||
} else {
|
||||
log.Println("已发送测试数据包")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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||||
}()
|
||||
|
||||
// 等待中断信号
|
||||
<-sigCh
|
||||
fmt.Println("\n收到中断信号，程序退出")
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||||
}
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||||
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@ -0,0 +1,300 @@
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|||
package main
|
||||
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||||
import (
|
||||
"flag"
|
||||
"fmt"
|
||||
"log"
|
||||
"net"
|
||||
"os"
|
||||
"os/signal"
|
||||
"syscall"
|
||||
"time"
|
||||
|
||||
"git.kingecg.top/kingecg/vnic"
|
||||
)
|
||||
|
||||
// 命令行参数
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||||
var (
|
||||
ipAddress string
|
||||
packetSize int
|
||||
interval int
|
||||
verbose bool
|
||||
)
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||||
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||||
func init() {
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||||
// 解析命令行参数
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||||
flag.StringVar(&ipAddress, "ip", "192.168.100.1/24", "虚拟网卡的IP地址 (CIDR格式)")
|
||||
flag.IntVar(&packetSize, "size", 64, "测试数据包大小 (字节)")
|
||||
flag.IntVar(&interval, "interval", 5, "发送数据包的间隔 (秒)")
|
||||
flag.BoolVar(&verbose, "verbose", false, "启用详细日志")
|
||||
flag.Parse()
|
||||
}
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||||
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||||
func main() {
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||||
// 配置日志格式
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||||
log.SetFlags(log.Ldate | log.Ltime | log.Lmicroseconds)
|
||||
log.Println("虚拟网卡完整示例启动")
|
||||
|
||||
// 验证IP地址格式
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||||
if _, _, err := net.ParseCIDR(ipAddress); err != nil {
|
||||
log.Fatalf("无效的IP地址格式: %v", err)
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||||
}
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||||
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||||
// 创建虚拟网卡配置
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||||
config := vnic.Config{
|
||||
IP: ipAddress,
|
||||
}
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||||
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||||
// 创建虚拟网卡
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||||
log.Printf("正在创建虚拟网卡 (IP: %s)...", ipAddress)
|
||||
nic, err := vnic.New(config)
|
||||
if err != nil {
|
||||
log.Fatalf("创建虚拟网卡失败: %v", err)
|
||||
}
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||||
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||||
// 设置清理函数
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||||
defer cleanupResources(nic)
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||||
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||||
log.Printf("虚拟网卡创建成功:")
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log.Printf("- 接口名称: %s", nic.Name())
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||||
log.Printf("- IP地址: %s", ipAddress)
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||||
// 创建一个通道来监听系统信号
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||||
sigCh := make(chan os.Signal, 1)
|
||||
signal.Notify(sigCh, syscall.SIGINT, syscall.SIGTERM)
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||||
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||||
// 启动数据包处理器
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||||
stopCh := make(chan struct{})
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||||
go packetReceiver(nic, stopCh)
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||||
go packetSender(nic, stopCh)
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||||
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||||
// 等待中断信号
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||||
sig := <-sigCh
|
||||
fmt.Printf("\n收到信号 %v，正在关闭...\n", sig)
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||||
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||||
// 通知所有goroutine停止
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||||
close(stopCh)
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||||
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||||
// 给goroutine一些时间来完成清理
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||||
time.Sleep(500 * time.Millisecond)
|
||||
}
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||||
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||||
// cleanupResources 负责清理资源
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||||
func cleanupResources(nic *vnic.VirtualNIC) {
|
||||
log.Println("正在关闭虚拟网卡...")
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||||
if err := nic.Close(); err != nil {
|
||||
log.Printf("关闭虚拟网卡时出错: %v", err)
|
||||
} else {
|
||||
log.Println("虚拟网卡已成功关闭")
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
// packetReceiver 从虚拟网卡读取数据包
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||||
func packetReceiver(nic *vnic.VirtualNIC, stopCh <-chan struct{}) {
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||||
log.Println("数据包接收器已启动")
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||||
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||||
// 创建缓冲区
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buffer := make([]byte, 2048)
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||||
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||||
for {
|
||||
// 检查是否收到停止信号
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||||
select {
|
||||
case <-stopCh:
|
||||
log.Println("数据包接收器正在关闭")
|
||||
return
|
||||
default:
|
||||
// 设置读取超时，以便我们可以定期检查停止信号
|
||||
// 注意：在实际应用中，你可能需要使用更复杂的方法来处理这个问题
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||||
nic.Read(buffer)
|
||||
|
||||
// 解析IP数据包
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||||
if verbose && len(buffer) > 0 {
|
||||
parseIPPacket(buffer)
|
||||
}
|
||||
}
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||||
}
|
||||
}
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||||
|
||||
// packetSender 定期向虚拟网卡发送测试数据包
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||||
func packetSender(nic *vnic.VirtualNIC, stopCh <-chan struct{}) {
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||||
log.Println("数据包发送器已启动")
|
||||
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||||
// 解析IP地址以获取网络信息
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||||
ip, ipNet, _ := net.ParseCIDR(ipAddress)
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||||
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||||
// 计算网络中的第二个IP地址作为目标
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||||
// 这只是一个示例，在实际应用中，你可能需要一个有效的目标IP
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dstIP := calculateNextIP(ip, ipNet)
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||||
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||||
// 创建测试数据包
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||||
packet := createTestPacket(ip, dstIP, packetSize)
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||||
|
||||
// 设置定时器
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||||
ticker := time.NewTicker(time.Duration(interval) * time.Second)
|
||||
defer ticker.Stop()
|
||||
|
||||
for {
|
||||
select {
|
||||
case <-stopCh:
|
||||
log.Println("数据包发送器正在关闭")
|
||||
return
|
||||
case <-ticker.C:
|
||||
if _, err := nic.Write(packet); err != nil {
|
||||
log.Printf("发送数据包时出错: %v", err)
|
||||
} else if verbose {
|
||||
log.Printf("已发送 %d 字节的测试数据包到 %s", len(packet), dstIP)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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||||
|
||||
// calculateNextIP 计算网络中的下一个IP地址
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||||
func calculateNextIP(ip net.IP, ipNet *net.IPNet) net.IP {
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||||
// 复制IP以避免修改原始IP
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||||
nextIP := make(net.IP, len(ip))
|
||||
copy(nextIP, ip)
|
||||
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||||
// 将最后一个字节加1
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||||
nextIP[len(nextIP)-1]++
|
||||
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||||
// 确保IP仍然在网络范围内
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||||
if !ipNet.Contains(nextIP) {
|
||||
// 如果超出范围，使用网络的第一个可用IP
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||||
copy(nextIP, ipNet.IP)
|
||||
nextIP[len(nextIP)-1]++
|
||||
}
|
||||
|
||||
return nextIP
|
||||
}
|
||||
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||||
// createTestPacket 创建一个测试IP数据包
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||||
func createTestPacket(srcIP, dstIP net.IP, size int) []byte {
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||||
// 确保最小大小
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||||
if size < 20 {
|
||||
size = 20 // IP头部的最小大小
|
||||
}
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||||
|
||||
// 创建一个基本的IP头部
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||||
packet := make([]byte, size)
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||||
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||||
// IP版本(4)和头部长度(5*4=20字节)
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||||
packet[0] = 0x45
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||||
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||||
// 服务类型
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||||
packet[1] = 0x00
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||||
|
||||
// 总长度 (大端字节序)
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packet[2] = byte(size >> 8)
|
||||
packet[3] = byte(size)
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||||
// 标识
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||||
packet[4] = 0x00
|
||||
packet[5] = 0x00
|
||||
|
||||
// 标志和片偏移
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||||
packet[6] = 0x00
|
||||
packet[7] = 0x00
|
||||
|
||||
// TTL
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||||
packet[8] = 64
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||||
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||||
// 协议 (1 = ICMP)
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||||
packet[9] = 0x01
|
||||
|
||||
// 头部校验和 (暂时为0)
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||||
packet[10] = 0x00
|
||||
packet[11] = 0x00
|
||||
|
||||
// 源IP地址
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||||
copy(packet[12:16], srcIP.To4())
|
||||
|
||||
// 目标IP地址
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||||
copy(packet[16:20], dstIP.To4())
|
||||
|
||||
// 计算IP头部校验和
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||||
checksum := calculateIPChecksum(packet[:20])
|
||||
packet[10] = byte(checksum >> 8)
|
||||
packet[11] = byte(checksum)
|
||||
|
||||
// 如果有足够的空间，添加一些ICMP数据
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||||
if size >= 28 {
|
||||
// ICMP Echo请求
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||||
packet[20] = 0x08 // 类型: Echo
|
||||
packet[21] = 0x00 // 代码: 0
|
||||
packet[22] = 0x00 // 校验和 (暂时为0)
|
||||
packet[23] = 0x00
|
||||
|
||||
// ICMP标识符和序列号
|
||||
packet[24] = 0x00
|
||||
packet[25] = 0x01
|
||||
packet[26] = 0x00
|
||||
packet[27] = 0x01
|
||||
|
||||
// 填充剩余空间
|
||||
for i := 28; i < size; i++ {
|
||||
packet[i] = byte(i % 256)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return packet
|
||||
}
|
||||
|
||||
// calculateIPChecksum 计算IP头部的校验和
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||||
func calculateIPChecksum(header []byte) uint16 {
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||||
var sum uint32
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||||
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||||
// 将头部视为16位整数的序列并求和
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||||
for i := 0; i < len(header); i += 2 {
|
||||
if i+1 < len(header) {
|
||||
sum += uint32(header[i])<<8 | uint32(header[i+1])
|
||||
} else {
|
||||
sum += uint32(header[i]) << 8
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 将进位加到结果中
|
||||
for sum > 0xffff {
|
||||
sum = (sum & 0xffff) + (sum >> 16)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 取反
|
||||
return ^uint16(sum)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// parseIPPacket 解析并显示IP数据包的基本信息
|
||||
func parseIPPacket(packet []byte) {
|
||||
if len(packet) < 20 {
|
||||
log.Println("收到无效的IP数据包 (太短)")
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 提取版本和头部长度
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||||
version := packet[0] >> 4
|
||||
headerLen := int(packet[0]&0x0F) * 4
|
||||
|
||||
if version != 4 {
|
||||
log.Printf("收到非IPv4数据包 (版本: %d)", version)
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 提取总长度
|
||||
totalLen := int(packet[2])<<8 | int(packet[3])
|
||||
|
||||
// 提取协议
|
||||
protocol := packet[9]
|
||||
|
||||
// 提取源IP和目标IP
|
||||
srcIP := net.IPv4(packet[12], packet[13], packet[14], packet[15])
|
||||
dstIP := net.IPv4(packet[16], packet[17], packet[18], packet[19])
|
||||
|
||||
// 显示基本信息
|
||||
log.Printf("收到IP数据包: 长度=%d, 协议=%d, %s -> %s",
|
||||
totalLen, protocol, srcIP, dstIP)
|
||||
|
||||
// 如果是ICMP协议，显示更多信息
|
||||
if protocol == 1 && len(packet) >= headerLen+2 {
|
||||
icmpType := packet[headerLen]
|
||||
icmpCode := packet[headerLen+1]
|
||||
log.Printf(" ICMP: 类型=%d, 代码=%d", icmpType, icmpCode)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
|
@ -0,0 +1,12 @@
|
|||
module git.kingecg.top/kingecg/vnic
|
||||
|
||||
go 1.23.1
|
||||
|
||||
require github.com/songgao/water v0.0.0-20200317203138-2b4b6d7c09d8
|
||||
|
||||
require github.com/vishvananda/netns v0.0.5 // indirect
|
||||
|
||||
require (
|
||||
github.com/vishvananda/netlink v1.3.1
|
||||
golang.org/x/sys v0.33.0 // indirect
|
||||
)
|
||||
|
|
@ -0,0 +1,10 @@
|
|||
github.com/songgao/water v0.0.0-20200317203138-2b4b6d7c09d8 h1:TG/diQgUe0pntT/2D9tmUCz4VNwm9MfrtPr0SU2qSX8=
|
||||
github.com/songgao/water v0.0.0-20200317203138-2b4b6d7c09d8/go.mod h1:P5HUIBuIWKbyjl083/loAegFkfbFNx5i2qEP4CNbm7E=
|
||||
github.com/vishvananda/netlink v1.3.1 h1:3AEMt62VKqz90r0tmNhog0r/PpWKmrEShJU0wJW6bV0=
|
||||
github.com/vishvananda/netlink v1.3.1/go.mod h1:ARtKouGSTGchR8aMwmkzC0qiNPrrWO5JS/XMVl45+b4=
|
||||
github.com/vishvananda/netns v0.0.5 h1:DfiHV+j8bA32MFM7bfEunvT8IAqQ/NzSJHtcmW5zdEY=
|
||||
github.com/vishvananda/netns v0.0.5/go.mod h1:SpkAiCQRtJ6TvvxPnOSyH3BMl6unz3xZlaprSwhNNJM=
|
||||
golang.org/x/sys v0.2.0/go.mod h1:oPkhp1MJrh7nUepCBck5+mAzfO9JrbApNNgaTdGDITg=
|
||||
golang.org/x/sys v0.10.0/go.mod h1:oPkhp1MJrh7nUepCBck5+mAzfO9JrbApNNgaTdGDITg=
|
||||
golang.org/x/sys v0.33.0 h1:q3i8TbbEz+JRD9ywIRlyRAQbM0qF7hu24q3teo2hbuw=
|
||||
golang.org/x/sys v0.33.0/go.mod h1:BJP2sWEmIv4KK5OTEluFJCKSidICx8ciO85XgH3Ak8k=
|
||||
|
|
@ -0,0 +1,169 @@
|
|||
// Package vnic 提供创建和管理虚拟网络接口卡(Virtual Network Interface Card)的功能
|
||||
// 本包基于TUN设备实现，支持Linux和macOS系统，可用于VPN、网络代理、网络模拟等场景
|
||||
package vnic
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"net"
|
||||
"runtime"
|
||||
|
||||
"github.com/songgao/water"
|
||||
"github.com/vishvananda/netlink"
|
||||
)
|
||||
|
||||
// Config 包含创建虚拟网卡所需的配置参数
|
||||
type Config struct {
|
||||
IP string // IP地址（包含CIDR格式的子网掩码，例如 "192.168.1.2/24"）
|
||||
}
|
||||
|
||||
// VirtualNIC 表示虚拟网卡接口，封装了底层TUN设备的操作
|
||||
type VirtualNIC struct {
|
||||
iface *water.Interface // 底层TUN设备接口
|
||||
name string // 网卡名称
|
||||
ipNet *net.IPNet // IP网络配置
|
||||
}
|
||||
|
||||
// New 创建并配置虚拟网卡
|
||||
// 该函数完成以下步骤：
|
||||
// 1. 解析提供的IP地址和子网掩码
|
||||
// 2. 创建TUN设备
|
||||
// 3. 配置网络接口参数
|
||||
// 4. 设置路由（仅在Linux和macOS系统上）
|
||||
// 返回配置好的虚拟网卡实例和可能的错误
|
||||
func New(cfg Config) (*VirtualNIC, error) {
|
||||
// 解析IP地址和子网掩码
|
||||
ip, ipNet, err := net.ParseCIDR(cfg.IP)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return nil, fmt.Errorf("解析IP失败: %w", err)
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 创建TUN设备配置
|
||||
waterCfg := water.Config{
|
||||
DeviceType: water.TUN, // 使用TUN模式（网络层设备）
|
||||
}
|
||||
// 获取当前操作系统的平台特定参数
|
||||
waterCfg.PlatformSpecificParams = getPlatformParams()
|
||||
|
||||
// 创建TUN设备实例
|
||||
iface, err := water.New(waterCfg)
|
||||
if err != nil {
|
||||
return nil, fmt.Errorf("创建TUN设备失败: %w", err)
|
||||
}
|
||||
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// 初始化虚拟网卡结构体
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vnic := &VirtualNIC{
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iface: iface,
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name: iface.Name(), // 获取系统分配的接口名称
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ipNet: ipNet,
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}
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// 配置网络接口（设置IP地址和启用接口）
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if err := vnic.configure(ip, ipNet.Mask); err != nil {
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iface.Close() // 配置失败时关闭设备，避免资源泄漏
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return nil, err
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}
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// 设置路由（仅在Linux和macOS系统上）
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if runtime.GOOS != "windows" {
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if err := vnic.addRoute(); err != nil {
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iface.Close() // 添加路由失败时关闭设备
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return nil, fmt.Errorf("添加路由失败: %w", err)
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}
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}
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return vnic, nil
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}
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// getPlatformParams 根据不同操作系统返回适合的平台特定参数
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// 不同操作系统对TUN/TAP设备的配置要求不同，此函数处理这些差异
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func getPlatformParams() water.PlatformSpecificParams {
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switch runtime.GOOS {
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case "darwin": // macOS系统
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return water.PlatformSpecificParams{
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Name: "utun", // macOS要求TUN设备名称以"utun"开头
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}
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case "linux": // Linux系统
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return water.PlatformSpecificParams{
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// 可以在这里设置Linux特定的参数
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// Permissions: &water.DevicePermissions{0666}, // 设置设备权限
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}
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default: // 其他操作系统
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return water.PlatformSpecificParams{}
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}
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}
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// configure 配置网络接口的IP地址和状态
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// 该方法完成以下配置：
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// 1. 获取网络接口的引用
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// 2. 设置接口的IP地址和子网掩码
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// 3. 启用网络接口
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func (v *VirtualNIC) configure(ip net.IP, mask net.IPMask) error {
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// 通过接口名称获取网络接口引用
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link, err := netlink.LinkByName(v.name)
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if err != nil {
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return fmt.Errorf("获取网络接口失败: %w", err)
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}
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// 设置IP地址和子网掩码
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addr := &netlink.Addr{IPNet: &net.IPNet{IP: ip, Mask: mask}}
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if err := netlink.AddrAdd(link, addr); err != nil {
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return fmt.Errorf("添加IP地址失败: %w", err)
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}
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// 启用网络接口（相当于 ip link set up）
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if err := netlink.LinkSetUp(link); err != nil {
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return fmt.Errorf("启用接口失败: %w", err)
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}
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return nil
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}
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// addRoute 为虚拟网卡添加路由配置（仅支持Linux/macOS）
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// 添加一个本地路由，使得发往虚拟网卡IP网段的数据包能够正确路由
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func (v *VirtualNIC) addRoute() error {
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_, dst, _ := net.ParseCIDR(v.ipNet.String())
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route := netlink.Route{
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LinkIndex: v.index(), // 设置路由的网络接口索引
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Dst: dst, // 目标网段
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Src: v.ipNet.IP, // 源IP地址
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Scope: netlink.SCOPE_LINK, // 设置为链路本地范围
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}
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return netlink.RouteAdd(&route)
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}
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// index 获取网络接口的系统索引号
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// 如果接口不存在则返回-1
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func (v *VirtualNIC) index() int {
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if v.iface == nil {
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return -1
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}
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name := v.Name()
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ifx, _ := net.InterfaceByName(name)
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return ifx.Index
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}
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// Close 关闭虚拟网卡并释放相关资源
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// 在不再使用虚拟网卡时必须调用此方法以避免资源泄漏
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func (v *VirtualNIC) Close() error {
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return v.iface.Close()
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}
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// Name 返回虚拟网卡的接口名称
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// 该名称是系统分配的，在Linux上通常类似于"tun0"，在macOS上类似于"utun1"
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func (v *VirtualNIC) Name() string {
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return v.name
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}
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// Read 从虚拟网卡读取数据包
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// 参数p用于存储读取的数据，返回读取的字节数和可能的错误
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// 这个方法会阻塞直到有数据可读或发生错误
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func (v *VirtualNIC) Read(p []byte) (int, error) {
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return v.iface.Read(p)
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}
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// Write 向虚拟网卡写入数据包
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// 参数p包含要写入的数据，返回写入的字节数和可能的错误
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// 写入的数据应该是完整的IP数据包
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func (v *VirtualNIC) Write(p []byte) (int, error) {
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return v.iface.Write(p)
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}
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