network : add trunks support
[pve-common.git] / src / PVE / Network.pm
1 package PVE::Network;
2
3 use strict;
4 use warnings;
5 use PVE::Tools qw(run_command);
6 use PVE::ProcFSTools;
7 use PVE::INotify;
8 use File::Basename;
9 use IO::Socket::IP;
10 use POSIX qw(ECONNREFUSED);
11
12 use Net::IP;
13
14 # host network related utility functions
15
16 our $ipv4_reverse_mask = [
17     '0.0.0.0',
18     '128.0.0.0',
19     '192.0.0.0',
20     '224.0.0.0',
21     '240.0.0.0',
22     '248.0.0.0',
23     '252.0.0.0',
24     '254.0.0.0',
25     '255.0.0.0',
26     '255.128.0.0',
27     '255.192.0.0',
28     '255.224.0.0',
29     '255.240.0.0',
30     '255.248.0.0',
31     '255.252.0.0',
32     '255.254.0.0',
33     '255.255.0.0',
34     '255.255.128.0',
35     '255.255.192.0',
36     '255.255.224.0',
37     '255.255.240.0',
38     '255.255.248.0',
39     '255.255.252.0',
40     '255.255.254.0',
41     '255.255.255.0',
42     '255.255.255.128',
43     '255.255.255.192',
44     '255.255.255.224',
45     '255.255.255.240',
46     '255.255.255.248',
47     '255.255.255.252',
48     '255.255.255.254',
49     '255.255.255.255',
50 ];
51
52 our $ipv4_mask_hash_localnet = {
53     '255.255.0.0' => 16,
54     '255.255.128.0' => 17,
55     '255.255.192.0' => 18,
56     '255.255.224.0' => 19,
57     '255.255.240.0' => 20,
58     '255.255.248.0' => 21,
59     '255.255.252.0' => 22,
60     '255.255.254.0' => 23,
61     '255.255.255.0' => 24,
62     '255.255.255.128' => 25,
63     '255.255.255.192' => 26,
64     '255.255.255.224' => 27,
65     '255.255.255.240' => 28,
66     '255.255.255.248' => 29,
67     '255.255.255.252' => 30,
68 };
69
70 sub setup_tc_rate_limit {
71     my ($iface, $rate, $burst, $debug) = @_;
72
73     system("/sbin/tc class del dev $iface parent 1: classid 1:1 >/dev/null 2>&1");
74     system("/sbin/tc filter del dev $iface parent ffff: protocol all pref 50 u32 >/dev/null 2>&1");
75     system("/sbin/tc qdisc del dev $iface ingress >/dev/null 2>&1");
76     system("/sbin/tc qdisc del dev $iface root >/dev/null 2>&1");
77
78     return if !$rate;
79
80     # tbf does not work for unknown reason
81     #$TC qdisc add dev $DEV root tbf rate $RATE latency 100ms burst $BURST
82     # so we use htb instead
83     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface root handle 1: htb default 1");
84     run_command("/sbin/tc class add dev $iface parent 1: classid 1:1 " .
85                 "htb rate ${rate}bps burst ${burst}b");
86
87     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface handle ffff: ingress");
88     run_command("/sbin/tc filter add dev $iface parent ffff: " .
89                 "protocol all prio 50 u32 match u32 0 0 " .
90                 "police rate ${rate}bps burst ${burst}b mtu 64kb " .
91                 "drop flowid :1");
92
93     if ($debug) {
94         print "DEBUG tc settings\n";
95         system("/sbin/tc qdisc ls dev $iface");
96         system("/sbin/tc class ls dev $iface");
97         system("/sbin/tc filter ls dev $iface parent ffff:");
98     }
99 }
100
101 sub tap_rate_limit {
102     my ($iface, $rate) = @_;
103
104     my $debug = 0;
105     $rate = int($rate*1024*1024);
106     my $burst = 1024*1024;
107
108     setup_tc_rate_limit($iface, $rate, $burst, $debug);
109 }
110
111 my $read_bridge_mtu = sub {
112     my ($bridge) = @_;
113
114     my $mtu = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/mtu");
115     die "bridge '$bridge' does not exist\n" if !$mtu;
116     # avoid insecure dependency;
117     die "unable to parse mtu value" if $mtu !~ /^(\d+)$/;
118     $mtu = int($1);
119
120     return $mtu;
121 };
122
123 my $parse_tap_device_name = sub {
124     my ($iface, $noerr) = @_;
125
126     my ($vmid, $devid);
127
128     if ($iface =~ m/^tap(\d+)i(\d+)$/) {
129         $vmid = $1;
130         $devid = $2;
131     } elsif ($iface =~ m/^veth(\d+)i(\d+)$/) {
132         $vmid = $1;
133         $devid = $2;
134     } else {
135         return undef if $noerr;
136         die "can't create firewall bridge for random interface name '$iface'\n";
137     }
138
139     return ($vmid, $devid);
140 };
141
142 my $compute_fwbr_names = sub {
143     my ($vmid, $devid) = @_;
144
145     my $fwbr = "fwbr${vmid}i${devid}";
146     # Note: the firewall use 'fwln+' to filter traffic to VMs
147     my $vethfw = "fwln${vmid}i${devid}";
148     my $vethfwpeer = "fwpr${vmid}p${devid}";
149     my $ovsintport = "fwln${vmid}o${devid}";
150
151     return ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport);
152 };
153
154 my $cond_create_bridge = sub {
155     my ($bridge) = @_;
156
157     if (! -d "/sys/class/net/$bridge") {
158         system("/sbin/brctl addbr $bridge") == 0 ||
159             die "can't add bridge '$bridge'\n";
160     }
161 };
162
163 my $bridge_add_interface = sub {
164     my ($bridge, $iface, $tag, $trunks) = @_;
165
166     system("/sbin/brctl addif $bridge $iface") == 0 ||
167         die "can't add interface 'iface' to bridge '$bridge'\n";
168
169    my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
170
171    if ($vlan_aware) {
172         if ($tag) {
173             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $tag pvid untagged") == 0 ||
174             die "unable to add vlan $tag to interface $iface\n";
175         } else {
176             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid 2-4094") == 0 ||
177             die "unable to add default vlan tags to interface $iface\n" if !$trunks;
178         } 
179
180         my @trunks_array = split /;/, $trunks;
181         foreach my $trunk (@trunks_array) { 
182             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $trunk") == 0 ||
183             die "unable to add vlan $trunk to interface $iface\n";
184         }
185    }
186 };
187
188 my $ovs_bridge_add_port = sub {
189     my ($bridge, $iface, $tag, $internal, $trunks) = @_;
190
191     $trunks =~ s/;/,/g if $trunks;
192
193     my $cmd = "/usr/bin/ovs-vsctl add-port $bridge $iface";
194     $cmd .= " tag=$tag" if $tag;
195     $cmd .= " trunks=". join(',', $trunks) if $trunks;
196     $cmd .= " vlan_mode=native-untagged" if $tag && $trunks;
197
198     $cmd .= " -- set Interface $iface type=internal" if $internal;
199     system($cmd) == 0 ||
200         die "can't add ovs port '$iface'\n";
201 };
202
203 my $activate_interface = sub {
204     my ($iface) = @_;
205
206     system("/sbin/ip link set $iface up") == 0 ||
207         die "can't activate interface '$iface'\n";
208 };
209
210 sub tap_create {
211     my ($iface, $bridge) = @_;
212
213     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
214
215     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
216
217     eval { 
218         PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $iface 0.0.0.0 promisc up mtu $bridgemtu");
219     };
220     die "interface activation failed\n" if $@;
221 }
222
223 sub veth_create {
224     my ($veth, $vethpeer, $bridge, $mac) = @_;
225
226     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
227
228     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
229
230     # create veth pair
231     if (! -d "/sys/class/net/$veth") {
232         my $cmd = "/sbin/ip link add name $veth type veth peer name $vethpeer mtu $bridgemtu";
233         $cmd .= " addr $mac" if $mac;
234         system($cmd) == 0 || die "can't create interface $veth\n";
235     }
236
237     # up vethpair
238     &$activate_interface($veth);
239     &$activate_interface($vethpeer);
240 }
241
242 sub veth_delete {
243     my ($veth) = @_;
244
245     if (-d "/sys/class/net/$veth") {
246         run_command("/sbin/ip link delete dev $veth", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
247     }
248
249 }
250
251 my $create_firewall_bridge_linux = sub {
252     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
253
254     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
255     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
256
257     &$cond_create_bridge($fwbr);
258     &$activate_interface($fwbr);
259
260     copy_bridge_config($bridge, $fwbr);
261     veth_create($vethfw, $vethfwpeer, $bridge);
262
263     &$bridge_add_interface($fwbr, $vethfw);
264     &$bridge_add_interface($bridge, $vethfwpeer, $tag, $trunks);
265
266     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
267 };
268
269 my $create_firewall_bridge_ovs = sub {
270     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
271
272     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
273     my ($fwbr, undef, undef, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
274
275     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
276
277     &$cond_create_bridge($fwbr);
278     &$activate_interface($fwbr);
279
280     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
281
282     &$ovs_bridge_add_port($bridge, $ovsintport, $tag, 1, $trunks);
283     &$activate_interface($ovsintport);
284
285     # set the same mtu for ovs int port
286     PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $ovsintport mtu $bridgemtu");
287     
288     &$bridge_add_interface($fwbr, $ovsintport);
289 };
290
291 my $cleanup_firewall_bridge = sub {
292     my ($iface) = @_;
293
294     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface, 1);
295     return if !defined($vmid);  
296     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
297
298     # cleanup old port config from any openvswitch bridge
299     if (-d "/sys/class/net/$ovsintport") {
300         run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $ovsintport", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
301     }
302
303     # delete old vethfw interface
304     veth_delete($vethfw);
305
306     # cleanup fwbr bridge
307     if (-d "/sys/class/net/$fwbr") {
308         run_command("/sbin/ip link set dev $fwbr down", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
309         run_command("/sbin/brctl delbr $fwbr", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
310     }
311 };
312
313 sub tap_plug {
314     my ($iface, $bridge, $tag, $firewall, $trunks) = @_;
315
316     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
317     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
318
319     if (-d "/sys/class/net/$bridge/bridge") {
320         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
321
322         my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
323
324         if (!$vlan_aware) {
325             die "vlan aware feature need to be enabled to use trunks" if $trunks;
326             my $newbridge = activate_bridge_vlan($bridge, $tag);
327             copy_bridge_config($bridge, $newbridge) if $bridge ne $newbridge;
328             $bridge = $newbridge;
329             $tag = undef;
330         }
331
332         if ($firewall) {
333             &$create_firewall_bridge_linux($iface, $bridge, $tag, $trunks);
334         } else {
335             &$bridge_add_interface($bridge, $iface, $tag, $trunks);
336         }
337
338     } else {
339         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
340
341         if ($firewall) {
342             &$create_firewall_bridge_ovs($iface, $bridge, $tag, $trunks);
343         } else {
344             &$ovs_bridge_add_port($bridge, $iface, $tag, undef, $trunks);
345         }
346     }
347 }
348
349 sub tap_unplug {
350     my ($iface) = @_;
351
352     my $path= "/sys/class/net/$iface/brport/bridge";
353     if (-l $path) {
354         my $bridge = basename(readlink($path));
355         #avoid insecure dependency;
356         ($bridge) = $bridge =~ /(\S+)/;
357
358         system("/sbin/brctl delif $bridge $iface") == 0 ||
359             die "can't del interface '$iface' from bridge '$bridge'\n";
360
361     }
362     
363     &$cleanup_firewall_bridge($iface);
364 }
365
366 sub copy_bridge_config {
367     my ($br0, $br1) = @_;
368
369     return if $br0 eq $br1;
370
371     my $br_configs = [ 'ageing_time', 'stp_state', 'priority', 'forward_delay', 
372                        'hello_time', 'max_age', 'multicast_snooping', 'multicast_querier'];
373
374     foreach my $sysname (@$br_configs) {
375         eval {
376             my $v0 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br0/bridge/$sysname");
377             my $v1 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname");
378             if ($v0 ne $v1) {
379                  PVE::ProcFSTools::write_proc_entry("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname", $v0);
380             }
381         };
382         warn $@ if $@;
383     }
384 }
385
386 sub activate_bridge_vlan_slave {
387     my ($bridgevlan, $iface, $tag) = @_;
388     my $ifacevlan = "${iface}.$tag";
389         
390     # create vlan on $iface is not already exist
391     if (! -d "/sys/class/net/$ifacevlan") {
392         system("/sbin/ip link add link $iface name ${iface}.${tag} type vlan id $tag") == 0 ||
393             die "can't add vlan tag $tag to interface $iface\n";
394     }
395
396     # be sure to have the $ifacevlan up
397     &$activate_interface($ifacevlan);
398
399     # test if $vlaniface is already enslaved in another bridge
400     my $path= "/sys/class/net/$ifacevlan/brport/bridge";
401     if (-l $path) {
402         my $tbridge = basename(readlink($path));
403         if ($tbridge ne $bridgevlan) {
404             die "interface $ifacevlan already exist in bridge $tbridge\n";
405         } else {
406             # Port already attached to bridge: do nothing.
407             return;
408         }
409     }
410
411     # add $ifacevlan to the bridge
412     &$bridge_add_interface($bridgevlan, $ifacevlan);
413 }
414
415 sub activate_bridge_vlan {
416     my ($bridge, $tag_param) = @_;
417
418     die "bridge '$bridge' is not active\n" if ! -d "/sys/class/net/$bridge";
419
420     return $bridge if !defined($tag_param); # no vlan, simply return
421
422     my $tag = int($tag_param);
423
424     die "got strange vlan tag '$tag_param'\n" if $tag < 1 || $tag > 4094;
425
426     my $bridgevlan = "${bridge}v$tag";
427
428     my @ifaces = ();
429     my $dir = "/sys/class/net/$bridge/brif";
430     PVE::Tools::dir_glob_foreach($dir, '((eth|bond)\d+(\.\d+)?)', sub {
431         push @ifaces, $_[0];
432     });
433
434     die "no physical interface on bridge '$bridge'\n" if scalar(@ifaces) == 0;
435
436     # add bridgevlan if it doesn't already exist
437     if (! -d "/sys/class/net/$bridgevlan") {
438         system("/sbin/brctl addbr $bridgevlan") == 0 ||
439             die "can't add bridge $bridgevlan\n";
440     }
441
442     # for each physical interface (eth or bridge) bind them to bridge vlan
443     foreach my $iface (@ifaces) {
444         activate_bridge_vlan_slave($bridgevlan, $iface, $tag);
445     }
446
447     #fixme: set other bridge flags
448
449     # be sure to have the bridge up
450     system("/sbin/ip link set $bridgevlan up") == 0 ||
451         die "can't up bridge $bridgevlan\n";
452    
453     return $bridgevlan;
454 }
455
456 sub tcp_ping {
457     my ($host, $port, $timeout) = @_;
458
459     my $refused = 1;
460
461     $timeout = 3 if !$timeout; # sane default
462     if (!$port) {
463         # Net::Ping defaults to the echo port
464         $port = 7;
465     } else {
466         # Net::Ping's port_number() implies service_check(1)
467         $refused = 0;
468     }
469
470     my ($sock, $result);
471     eval {
472         $result = PVE::Tools::run_with_timeout($timeout, sub {
473             $sock = IO::Socket::IP->new(PeerHost => $host, PeerPort => $port, Type => SOCK_STREAM);
474             $result = $refused if $! == ECONNREFUSED;
475         });
476     };
477     if ($sock) {
478         $sock->close();
479         $result = 1;
480     }
481     return $result;
482 }
483
484 sub IP_from_cidr {
485     my ($cidr, $version) = @_;
486
487     return if $cidr !~ m!^(\S+?)/(\S+)$!;
488     my ($ip, $prefix) = ($1, $2);
489
490     my $ipobj = Net::IP->new($ip, $version);
491     return if !$ipobj;
492
493     $version = $ipobj->version();
494
495     my $binmask = Net::IP::ip_get_mask($prefix, $version);
496     return if !$binmask;
497
498     my $masked_binip = $ipobj->binip() & $binmask;
499     my $masked_ip = Net::IP::ip_bintoip($masked_binip, $version);
500     return Net::IP->new("$masked_ip/$prefix");
501 }
502
503 sub is_ip_in_cidr {
504     my ($ip, $cidr, $version) = @_;
505
506     my $cidr_obj = IP_from_cidr($cidr, $version);
507     return undef if !$cidr_obj;
508
509     my $ip_obj = Net::IP->new($ip, $version);
510     return undef if !$ip_obj;
511
512     return $cidr_obj->overlaps($ip_obj) == $Net::IP::IP_B_IN_A_OVERLAP;
513 }
514
515 1;