Golang Window TUN 虚拟网卡

1. wintun

Linux 2.4以后下有一种特殊的虚拟网络设备tun，用户可以直接创建虚拟网卡tun，直接以文件读写方式从设备处读取到网络层数据包（IP数据包），该网卡可以像是真实网卡一样设置IP、配置路由、读写数据，只不过数据的读写由用户编写的程序完成。

Jason A. Donenfeld 基于tun 向Linux社区贡献了WireGuard 用于实现虚拟网络。

为了开发Windows的WireGuard，开发了wintun并且开源，以动态库的方式分发。[3]

2. 下载Wintun

wintun使用C语言开发，以动态库形式分发。

wintun下载：https://www.wintun.net/

下载后解压文件，目录如下：

bin中存放了各个平台版本的动态库，这里只需要根据平台选择合适的动态库

amd64: Windows 64位x86: Windows 32位 3. 入门

https://github.com/Trisia/simpletun

3.1 创建虚拟网卡

WireGuard开发了Wintun GO的接口绑定，安装WireGuard GO依赖

go get -u golang.zx2c4.com/wireguard

注意：译后可执行程序需要与 wintun.dll放置于同一个目录

package main

import (
	"golang.zx2c4.com/wireguard/tun"
	"time"
)

func main() {
	ifname := "MyNIC"
	dev, err := tun.CreateTUN(ifname, 0)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer dev.Close()
	time.Sleep(time.Second * 30)
}

若运行程序提示，Unable to load library，请检查wintun.dll是否放置于与可执行程序目录下。

直接运行上面程序会出现该错误

2022/03/30 11:56:20 Failed to create private namespace: 拒绝访问。 (Code 0x00000
005)
2022/03/30 11:56:20 Failed to take device installation mutex: 拒绝访问。 (Code 0
x00000005)
2022/03/30 11:56:20 Failed to create private namespace: 拒绝访问。 (Code 0x00000
005)
2022/03/30 11:56:20 Failed to take device installation mutex: 拒绝访问。 (Code 0
x00000005)
panic: Error creating interface: Access is denied.

这是由于创建TUN网卡需要一定的 *** 作系统权限，这里我们使用Windows管理员的方式打开程序，就可以。
GoLand可以这样设置

在使用管理员模式运行后，从网络设备管理器这边

可以看到刚才创建的虚拟网卡。

3.2 设置网卡IP以及路由

设置网卡IP需要使用到Windows API，我这直接复制了取自 wireguard的部分API wireguard-windows/winipcfg

到项目中

在获取到设备之后，强制类型装换获取到LUID，然后根据相应API完成设置。

package main

import (
	"golang.org/x/sys/windows"
	"golang.zx2c4.com/wireguard/tun"
	"net/netip"
	"simpletun/winipcfg"
)

func main() {
	ifname := "MyNIC"
	dev, err := tun.CreateTUN(ifname, 0)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer dev.Close()
	// 保存原始设备句柄
	nativeTunDevice := dev.(*tun.NativeTun)

	// 获取LUID用于配置网络
	link := winipcfg.LUID(nativeTunDevice.LUID())

	ip, err := netip.ParsePrefix("10.0.0.77/24")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	err = link.SetIPAddresses([]netip.Prefix{ip})
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	// 配置虚拟网段路由
	// err = link.SetRoutes([]*winipcfg.RouteData{
	//	{net.IPNet{IP: ip.Mask(cidrMask), Mask: cidrMask}, m.gateway, 0},
	//})
	time.Sleep(time.Second * 30)
}

程序运行后通过ipconfig 命令可以看到我们配置IP已经成功

通过router PRINT -v 可以看见也路由也设置成功

也可以通过ping命令检测

3.3 数据读写

完成IP和路由设置之后，就可以使用read、write API读写IP数据包了，例如以读取ICMP报文为例：

package main

import (
	"golang.org/x/net/icmp"
	"golang.org/x/net/ipv4"
	"golang.org/x/sys/windows"
	"golang.zx2c4.com/wireguard/tun"
	"log"
	"net/netip"
	"simpletun/winipcfg"
)

func main() {
	ifname := "MyNIC"
	dev, err := tun.CreateTUN(ifname, 0)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer dev.Close()
	// 保存原始设备句柄
	nativeTunDevice := dev.(*tun.NativeTun)

	// 获取LUID用于配置网络
	link := winipcfg.LUID(nativeTunDevice.LUID())

	ip, err := netip.ParsePrefix("10.0.0.77/24")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	err = link.SetIPAddresses([]netip.Prefix{ip})
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	n := 2048
	buf := make([]byte, n)
	
	// 读取ICMP
	for {
		n = 2048
		n, err = dev.Read(buf, 0)
		if err != nil {
			panic(err)
		}
		const ProtocolICMP = 1
		header, err := ipv4.ParseHeader(buf[:n])
		if err != nil {
			continue
		}
		if header.Protocol == ProtocolICMP {
			log.Println("Src:", header.Src, " dst:", header.Dst)
			msg, _ := icmp.ParseMessage(ProtocolICMP, buf[header.Len:])
			log.Println(">> ICMP:", msg.Type)
			break;
		}
	}
}

程序运行后使用ping 10.0.0.0网段的其他IP

可以在控制台看到打印：

参考文献

[1]. kernel . tuntap . https://www.kernel.org/doc/html/latest/networking/tuntap.html
[2]. wikipedia . WireGuard . https://en.wikipedia.org/wiki/WireGuard
[3]. wintun . https://www.wintun.net/