iptables的手册也不能尽信啊

我很自豪的找到了一种截获数据包的秘籍，那就是使用conntrack的ctdir，第一步当然是看iptables的man手册，发现：
--ctdir {ORIGINAL|REPLY}
Match packets that are flowing in the specified direction. If this flag is not specified at all, matches packets
in both directions.
于是我写下来以下以下的规则：

iptables -t mangle -A PREROUTING -d x.x.x.x/a -i eth2 -m conntrack --ctdir ORIGINAL -j MARK --set-xmark 100
iptables -t mangle -A PREROUTING -s y.y.y.y/b -i eth2 -m conntrack --ctdir REPLY -j MARK --set-xmark 100

我这么写有什么问题吗？绝对没有！懂iptables的人都知道我要做什么，我要做的就是截获两类流，一个是主动访问x.x.x.x/a的流，另一类是y.y.y.y/b被访问的流。OK，一切看起来很好。然而当我将上述规则实际部署的时候，出问题了，截取竟然是相反的流，也就是说，截取了两类流，一类是x.x.x.x/a被访问的流，另一类是主动访问y.y.y.y/b的流...我该怎么办？很长一段时间，我一直认为我错了，google过，百度过，毫无结果。作为一个成熟的用了这么久的iptables，不会犯错，一定是我错了。因此我的下一个计划就是找到：我哪里错了？
这只是一个安慰罢了，其实我知道我没有错，按照英文字面理解，REPLY就是代表返回的意思。我的实际计划应该是，找到一个证据证明自己没有错。这个证据我在互联网找了好久，因此我决定看一下代码。首先我看的是conntrack的通用match函数，内核版本为2.6.32。通过match函数在/net/netfilter/xt_conntrack.c中：

static bool
conntrack_mt(const struct sk_buff *skb, const struct xt_match_param *par,
             u16 state_mask, u16 status_mask)
{
    const struct xt_conntrack_mtinfo2 *info = par->matchinfo;
    enum ip_conntrack_info ctinfo;
    const struct nf_conn *ct;
    unsigned int statebit;

    ct = nf_ct_get(skb, &ctinfo);
    /* 这些都不是当前所关注的，当前只关注ctdir */
    ...
    
    if ((info->match_flags & XT_CONNTRACK_DIRECTION) &&
        (CTINFO2DIR(ctinfo) == IP_CT_DIR_ORIGINAL) ^
        !!(info->invert_flags & XT_CONNTRACK_DIRECTION))
        return false;

    /* 这些都不是当前所关注的，当前只关注ctdir */
    ...
    return true;
}

为了思路更清晰，将帮助函数/宏也列举出来：

enum ip_conntrack_dir
{
    IP_CT_DIR_ORIGINAL,
    IP_CT_DIR_REPLY,
    IP_CT_DIR_MAX
};
enum ip_conntrack_info
{
    /* Part of an established connection (either direction). */
    IP_CT_ESTABLISHED,

    /* Like NEW, but related to an existing connection, or ICMP error
       (in either direction). */
    IP_CT_RELATED,

    /* Started a new connection to track (only
           IP_CT_DIR_ORIGINAL); may be a retransmission. */
    IP_CT_NEW,

    /* >= this indicates reply direction */
    IP_CT_IS_REPLY,

    /* Number of distinct IP_CT types (no NEW in reply dirn). */
    IP_CT_NUMBER = IP_CT_IS_REPLY * 2 - 1
};
#define CTINFO2DIR(ctinfo) ((ctinfo) >= IP_CT_IS_REPLY ? IP_CT_DIR_REPLY : IP_CT_DIR_ORIGINAL)
static inline struct nf_conn *
nf_ct_get(const struct sk_buff *skb, enum ip_conntrack_info *ctinfo)
{
    *ctinfo = skb->nfctinfo;
    return (struct nf_conn *)skb->nfct;
}

然后我们看一下skb->nfctinfo到底在哪里初始化的，实际上不用找也知道是nf_conntrack_in里面的resolve_normal_ct中：

if (NF_CT_DIRECTION(h) == IP_CT_DIR_REPLY) {
    *ctinfo = IP_CT_ESTABLISHED + IP_CT_IS_REPLY;
    /* Please set reply bit if this packet OK */
    *set_reply = 1;
} else {  //只要不是返回方向的，都是正向包。
    /* Once we've had two way comms, always ESTABLISHED. */
    if (test_bit(IPS_SEEN_REPLY_BIT, &ct->status)) {
        *ctinfo = IP_CT_ESTABLISHED;
    } else if (test_bit(IPS_EXPECTED_BIT, &ct->status)) {
        *ctinfo = IP_CT_RELATED;
    } else {
        *ctinfo = IP_CT_NEW;
    }
    *set_reply = 0;
}
skb->nfct = &ct->ct_general;
skb->nfctinfo = *ctinfo;

可见，正方向的数据包的nfctinfo被初始化成了IP_CT_ESTABLISHED，IP_CT_RELATED或者IP_CT_NEW，而这些都比IP_CT_IS_REPLY要小，因此正方向的数据包的CTINFO2DIR肯定是IP_CT_DIR_ORIGINAL(详见CTINFO2DIR宏定义)。另一个证据在init_conntrack函数，它是一个初始化ct的函数，这种情况下ct肯定被认为是正方向的，该函数在最后返回的是&ct->tuplehash[IP_CT_DIR_ORIGINAL]，一个IP_CT_DIR_ORIGINAL方向的ct-part。
现在看看conntrack_mt函数，对于正方向的包，(CTINFO2DIR(ctinfo) == IP_CT_DIR_ORIGINAL)为1，如果iptables的ctdir设置为ORIGINAL的话，(info->invert_flags & XT_CONNTRACK_DIRECTION))为0(详见ip_conntrack_dir枚举)，因此二者异或为1，最终返回false，这不是瞪着眼睛说瞎话吗？对于返回包，也就是反方向的包，反而返回true...起码从代码看来，ip_conntrack将ctdir完全搞反了。因此如果想让你的配置按照你的想法生效，那就要反过来配置：
iptables -t mangle -A PREROUTING -d x.x.x.x/a -i eth2 -m conntrack --ctdir REPLY -j MARK --set-xmark 100
iptables -t mangle -A PREROUTING -s y.y.y.y/b -i eth2 -m conntrack --ctdir ORIGINAL -j MARK --set-xmark 100
很奇怪，然而正确！要想修正这个问题，除了配置很奇怪的规则之外，只需要去掉一个“!”号即可：

(CTINFO2DIR(ctinfo) == IP_CT_DIR_ORIGINAL) ^
!!(info->invert_flags & XT_CONNTRACK_DIRECTION))

改为：

(CTINFO2DIR(ctinfo) == IP_CT_DIR_ORIGINAL) ^
!(info->invert_flags & XT_CONNTRACK_DIRECTION))

从“!!(info->invert_flags & XT_CONNTRACK_DIRECTION)”这一行代码来看，笔误的可能性比较大，否则实在想不通为何要用双重否定句。

令人气愤的是，如此一个问题怎么竟然很少有人提出来啊，难道真的是能用就行吗？或者说真的是我错了？唉，反正不管怎么说，我配反了就能用，配正了就错误！搞了一下午，真TM fuXX the conntrack，怎么就没人管呢？这么成熟的iptables竟然都不可信，茫茫尘世，我还能信谁？