# NAT64 TOA插件配置
#### 操作场景
用户使用IPv6地址通信需要获取来访者的真实IPv6地址。TOA内核模块主要用来获取经NAT64转化过的来访者真实IPv6地址，该插件安装在后端服务器。
当用户需要在操作系统中编译NAT64 TOA内核模块时，可参考本文档进行配置。本操作当前仅支持华东-上海一和华北-北京四区域。
![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-vpc/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png)
- TOA不支持UDP协议。
- TOA模块在以下操作系统中验证可以正常工作，其他内核版本安装方法类似。
  - CentOS 7/7.2 (Kernel version 3.10.0)
  
  - Ubuntu 14.04.3(Kernel version 3.12.0)
  
  - Ubuntu 16.04.3 (Kernel version 4.4.0)
   
 
#### 前提条件
- 编译内核模块开发环境需与当前内核版本开发环境一致。
- 确保虚拟机可以访问开放源。
- 如果是非root用户，需拥有sudo权限。
 
#### 操作步骤
**编译并加载TOA模块**
以下操作步骤是针对Linux内核版本为3.0以上的操作系统。
1. 准备编译环境。
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   安装内核模块开发包的过程中，如果源里面找不到对应内核版本的安装包，需要自行去网上下载需要的安装包。
   以下是不同Linux发行版本的操作说明，请根据环境选择对应的方案。
   - CentOS环境下的操作步骤。
     1. 执行如下命令，安装gcc编译器。 **sudo yum install gcc**
        
     
     2. 执行如下命令，安装make工具。 **sudo yum install make**
        
     
     3. 执行如下命令，安装内核模块开发包，开发包头文件与库的版本需要与内核版本一致。 **sudo yum install kernel-devel-\`uname -r\`**
        ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-vpc/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png)
        如果自带源里没有对应的内核开发包，可以到如下地址中去下载对应的rpm包。
        地址：https://mirror.netcologne.de/oracle-linux-repos/ol7_latest/getPackage/
        以3.10.0-693.11.1.el7.x86_64为例，下载后执行以下命令安装：
        **rpm -ivh** kernel-devel-3.10.0-693.11.1.el7.x86_64.rpm。
        
      
   
   - Ubuntu、Debian环境下的操作步骤。
     1. 执行如下命令，安装gcc编译器。 **sudo apt-get install gcc**
        
     
     
     
     2. 执行如下命令，安装make工具。 **sudo apt-get install make**
        
     
     
     
     3. 执行如下命令，安装内核模块开发包，开发包头文件与库的版本需要与内核版本一致。 **sudo apt-get install linux-headers-\`uname -r\`**
        
      
   
   - SUSE环境下的操作步骤。
     1. 执行如下命令，安装gcc编译器。 **sudo zypper install gcc**
        
     
     2. 执行如下命令，安装make工具。 **sudo zypper install make**
        
     
     3. 执行如下命令，安装内核模块开发包，开发包头文件与库的版本需要与内核版本一致。 **sudo zypper install enel-default-devel**
        
      
   
   - CoreOS环境下的操作步骤。 CoreOS环境下在容器内进行内核模块的编译时，需要先启动一个用于内核模块开发的容器，然后再进行编译。
     详细过程参见CoreOS官方文档，获取方式如下链接所示。
     ++<https://coreos.com/os/docs/latest/kernel-modules.html>++
     
    
2. 编译内核模块。
   1. 使用git工具，执行如下命令，下载TOA内核模块源代码。 **git clone https://github.com/huaweicloud/elb-toa**
      **git checkout IPv6**
      ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-vpc/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png)
      如果未安装git工具，请进入以下链接下载TOA模块源代码。
      <https://github.com/huaweicloud/elb-toa/tree/IPv6>
      
   
   2. 执行如下命令，进入源码目录，编译模块。 **cd src**
      **make**
      编译过程未提示warning或者error，说明编译成功，检查当前目录下是否已经生成toa.ko文件。
      
    
3. 加载内核模块。
   1. 执行如下命令，加载内核模块。 **sudo insmod toa.ko**
      
   
   2. 执行如下命令，验证模块加载情况，查看内核输出信息。 **dmesg \| grep TOA**
      若提示信息包含"TOA: toa loaded"，说明内核模块加载成功。
      ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-vpc/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png)
      CoreOS在容器中编译完内核模块后，需要将内核模块复制到宿主系统，然后在宿主系统中加载内核模块。由于编译内核模块的容器和宿主系统共享/lib/modules目录，可以在容器中将内核模块复制到该目录下，以供宿主系统使用。
      
    
4. 自动加载内核模块。 为了使TOA内核模块在系统启动时生效，可以将加载TOA内核模块的命令加到客户的启动脚本中。
   自动加载内核模块的方法有以下两种方法：
   - 客户可以根据自身需求，在自定义的启动脚本中添加加载TOA内核模块的命令。
   
   - 参考以下操作步骤配置启动脚本。
     1. 在"/etc/sysconfig/modules/"目录下新建toa.modules文件。该文件包含了TOA内核模块的加载脚本。 toa.modules文件内容，请参考如下示例：
        **#!/bin/sh**
        **/sbin/modinfo -F filename /root/toa/toa.ko \> /dev/null 2\>\&1**
        **if \[ $? -eq 0 \]; then**
        **/sbin/insmod /root/toa/toa.ko**
        **fi**
        其中"/root/toa/toa.ko"为TOA内核模块文件的路径，客户需要将其替换为自己编译的TOA内核模块路径。
        
     
     2. 执行以下命令，为toa.modules启动脚本添加可执行权限。 **sudo** **chmod +x /etc/sysconfig/modules/toa.modules**
        ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-vpc/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png)
        客户升级内核后，会导致现有TOA内核模块不匹配，因此需要重新编译TOA内核模块。
        
      
    
5. 安装多节点。 如果要在相同的客户操作系统中加载此内核模块，可以将toa.ko文件拷贝到需要加载此模块的虚拟机中，然后参照[3]加载内核模块。
   内核模块加载成功以后，应用程序可以正常获取访问者的真实源IPv6地址。
   ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-vpc/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png)
   节点的操作系统发行版与内核版本必须相同。
   
**后端服务器适配**
使用NAT64的TOA源地址透传功能，后端服务器应用程序源码应该做以下适配（以下为C语言示例）：
1. 定义用来保存地址的数据结构。 **struct toa_nat64_peer uaddr**
   
2. 调用函数，获得IPv6地址。 **getsockopt(connfd, IPPROTO_IP, TOA_SO_GET_LOOKUP, \&uaddr, \&len)**
   其中
   connfd：服务器端提供服务连接的socket fd
   IPPROTO_IP：固定
   len：sizeof(struct toa_nat64_peer)
   TOA_SO_GET_LOOKUP：常量值4096
   uaddr：用来保存NAT64 TOA数据结构的变量
   
3. 输出地址并保存。 **uaddr.saddr**
   
4. 参考代码示例：
   ```
   //定义保存nat64 toa信息的数据结构和变量
   enum {
       TOA_BASE_CTL            = 4096,
       TOA_SO_SET_MAX          = TOA_BASE_CTL,
       TOA_SO_GET_LOOKUP       = TOA_BASE_CTL,
       TOA_SO_GET_MAX          = TOA_SO_GET_LOOKUP,
   };
    
   struct toa_nat64_peer {
       struct in6_addr saddr;
       uint16_t sport;
   };
   struct toa_nat64_peer uaddr;
   ……
   //获取服务端的socket
   sockaddr.sin_family = AF_INET;
   sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
   sockaddr.sin_port = htons(PORT);
   listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
   bind(listenfd, (struct sockaddr *)&sockaddr, sizeof(sockaddr))
   ……
   //监听对应的socket
   connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&caddr, &length);
    
   //获取对应nat64 toa的信息
   char from[40];
   int len = sizeof(struct toa_nat64_peer);
   if (getsockopt(connfd, IPPROTO_IP, TOA_SO_GET_LOOKUP, &uaddr, &len) == 0) {
   inet_ntop(AF_INET6, &uaddr.saddr, from, sizeof(from));
   //获取源IP和源port的信息
   printf("real client [%s]:%d\n", from, ntohs(uaddr.sport));
   }
   ```