show warning when using VLAN 1 on a VLAN aware bridge
[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 use Socket qw(IPPROTO_IP);
15
16 use constant IFF_UP => 1;
17 use constant IFNAMSIZ => 16;
18 use constant SIOCGIFFLAGS => 0x8913;
19
20 # host network related utility functions
21
22 our $ipv4_reverse_mask = [
23     '0.0.0.0',
24     '128.0.0.0',
25     '192.0.0.0',
26     '224.0.0.0',
27     '240.0.0.0',
28     '248.0.0.0',
29     '252.0.0.0',
30     '254.0.0.0',
31     '255.0.0.0',
32     '255.128.0.0',
33     '255.192.0.0',
34     '255.224.0.0',
35     '255.240.0.0',
36     '255.248.0.0',
37     '255.252.0.0',
38     '255.254.0.0',
39     '255.255.0.0',
40     '255.255.128.0',
41     '255.255.192.0',
42     '255.255.224.0',
43     '255.255.240.0',
44     '255.255.248.0',
45     '255.255.252.0',
46     '255.255.254.0',
47     '255.255.255.0',
48     '255.255.255.128',
49     '255.255.255.192',
50     '255.255.255.224',
51     '255.255.255.240',
52     '255.255.255.248',
53     '255.255.255.252',
54     '255.255.255.254',
55     '255.255.255.255',
56 ];
57
58 our $ipv4_mask_hash_localnet = {
59     '255.255.0.0' => 16,
60     '255.255.128.0' => 17,
61     '255.255.192.0' => 18,
62     '255.255.224.0' => 19,
63     '255.255.240.0' => 20,
64     '255.255.248.0' => 21,
65     '255.255.252.0' => 22,
66     '255.255.254.0' => 23,
67     '255.255.255.0' => 24,
68     '255.255.255.128' => 25,
69     '255.255.255.192' => 26,
70     '255.255.255.224' => 27,
71     '255.255.255.240' => 28,
72     '255.255.255.248' => 29,
73     '255.255.255.252' => 30,
74 };
75
76 sub setup_tc_rate_limit {
77     my ($iface, $rate, $burst, $debug) = @_;
78
79     # these are allowed / expected to fail, e.g. when there is no previous rate limit to remove
80     eval { run_command("/sbin/tc class del dev $iface parent 1: classid 1:1 >/dev/null 2>&1"); };
81     eval { run_command("/sbin/tc filter del dev $iface parent ffff: protocol all pref 50 u32 >/dev/null 2>&1"); };
82     eval { run_command("/sbin/tc qdisc del dev $iface ingress >/dev/null 2>&1"); };
83     eval { run_command("/sbin/tc qdisc del dev $iface root >/dev/null 2>&1"); };
84
85     return if !$rate;
86
87     # tbf does not work for unknown reason
88     #$TC qdisc add dev $DEV root tbf rate $RATE latency 100ms burst $BURST
89     # so we use htb instead
90     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface root handle 1: htb default 1");
91     run_command("/sbin/tc class add dev $iface parent 1: classid 1:1 " .
92                 "htb rate ${rate}bps burst ${burst}b");
93
94     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface handle ffff: ingress");
95     run_command("/sbin/tc filter add dev $iface parent ffff: " .
96                 "prio 50 basic " .
97                 "police rate ${rate}bps burst ${burst}b mtu 64kb " .
98                 "drop flowid :1");
99
100     if ($debug) {
101         print "DEBUG tc settings\n";
102         system("/sbin/tc qdisc ls dev $iface");
103         system("/sbin/tc class ls dev $iface");
104         system("/sbin/tc filter ls dev $iface parent ffff:");
105     }
106 }
107
108 sub tap_rate_limit {
109     my ($iface, $rate) = @_;
110
111     my $debug = 0;
112     $rate = int($rate*1024*1024) if $rate;
113     my $burst = 1024*1024;
114
115     setup_tc_rate_limit($iface, $rate, $burst, $debug);
116 }
117
118 my $read_bridge_mtu = sub {
119     my ($bridge) = @_;
120
121     my $mtu = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/mtu");
122     die "bridge '$bridge' does not exist\n" if !$mtu;
123     # avoid insecure dependency;
124     die "unable to parse mtu value" if $mtu !~ /^(\d+)$/;
125     $mtu = int($1);
126
127     return $mtu;
128 };
129
130 my $parse_tap_device_name = sub {
131     my ($iface, $noerr) = @_;
132
133     my ($vmid, $devid);
134
135     if ($iface =~ m/^tap(\d+)i(\d+)$/) {
136         $vmid = $1;
137         $devid = $2;
138     } elsif ($iface =~ m/^veth(\d+)i(\d+)$/) {
139         $vmid = $1;
140         $devid = $2;
141     } else {
142         return undef if $noerr;
143         die "can't create firewall bridge for random interface name '$iface'\n";
144     }
145
146     return ($vmid, $devid);
147 };
148
149 my $compute_fwbr_names = sub {
150     my ($vmid, $devid) = @_;
151
152     my $fwbr = "fwbr${vmid}i${devid}";
153     # Note: the firewall use 'fwln+' to filter traffic to VMs
154     my $vethfw = "fwln${vmid}i${devid}";
155     my $vethfwpeer = "fwpr${vmid}p${devid}";
156     my $ovsintport = "fwln${vmid}o${devid}";
157
158     return ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport);
159 };
160
161 my $cond_create_bridge = sub {
162     my ($bridge) = @_;
163
164     if (! -d "/sys/class/net/$bridge") {
165         system("/sbin/brctl addbr $bridge") == 0 ||
166             die "can't add bridge '$bridge'\n";
167     }
168 };
169
170 my $bridge_add_interface = sub {
171     my ($bridge, $iface, $tag, $trunks) = @_;
172
173     system("/sbin/brctl addif $bridge $iface") == 0 ||
174         die "can't add interface 'iface' to bridge '$bridge'\n";
175
176    my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
177
178    if ($vlan_aware) {
179         if ($tag) {
180             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $tag pvid untagged") == 0 ||
181             die "unable to add vlan $tag to interface $iface\n";
182
183             warn "Caution: Setting VLAN ID 1 on a VLAN aware bridge may be dangerous\n" if $tag == 1;
184         } else {
185             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid 2-4094") == 0 ||
186             die "unable to add default vlan tags to interface $iface\n" if !$trunks;
187         } 
188
189         if ($trunks) {
190             my @trunks_array = split /;/, $trunks;
191             foreach my $trunk (@trunks_array) { 
192                 system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $trunk") == 0 ||
193                 die "unable to add vlan $trunk to interface $iface\n";
194             }
195         }
196    }
197 };
198
199 my $ovs_bridge_add_port = sub {
200     my ($bridge, $iface, $tag, $internal, $trunks) = @_;
201
202     $trunks =~ s/;/,/g if $trunks;
203
204     my $cmd = "/usr/bin/ovs-vsctl add-port $bridge $iface";
205     $cmd .= " tag=$tag" if $tag;
206     $cmd .= " trunks=". join(',', $trunks) if $trunks;
207     $cmd .= " vlan_mode=native-untagged" if $tag && $trunks;
208
209     $cmd .= " -- set Interface $iface type=internal" if $internal;
210     system($cmd) == 0 ||
211         die "can't add ovs port '$iface'\n";
212 };
213
214 my $activate_interface = sub {
215     my ($iface) = @_;
216
217     system("/sbin/ip link set $iface up") == 0 ||
218         die "can't activate interface '$iface'\n";
219 };
220
221 sub tap_create {
222     my ($iface, $bridge) = @_;
223
224     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
225
226     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
227
228     eval { 
229         PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $iface 0.0.0.0 promisc up mtu $bridgemtu");
230     };
231     die "interface activation failed\n" if $@;
232 }
233
234 sub veth_create {
235     my ($veth, $vethpeer, $bridge, $mac) = @_;
236
237     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
238
239     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
240
241     # create veth pair
242     if (! -d "/sys/class/net/$veth") {
243         my $cmd = "/sbin/ip link add name $veth type veth peer name $vethpeer mtu $bridgemtu";
244         $cmd .= " addr $mac" if $mac;
245         system($cmd) == 0 || die "can't create interface $veth\n";
246     }
247
248     # up vethpair
249     &$activate_interface($veth);
250     &$activate_interface($vethpeer);
251 }
252
253 sub veth_delete {
254     my ($veth) = @_;
255
256     if (-d "/sys/class/net/$veth") {
257         run_command("/sbin/ip link delete dev $veth", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
258     }
259
260 }
261
262 my $create_firewall_bridge_linux = sub {
263     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
264
265     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
266     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
267
268     &$cond_create_bridge($fwbr);
269     &$activate_interface($fwbr);
270
271     copy_bridge_config($bridge, $fwbr);
272     veth_create($vethfw, $vethfwpeer, $bridge);
273
274     &$bridge_add_interface($fwbr, $vethfw);
275     &$bridge_add_interface($bridge, $vethfwpeer, $tag, $trunks);
276
277     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
278 };
279
280 my $create_firewall_bridge_ovs = sub {
281     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
282
283     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
284     my ($fwbr, undef, undef, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
285
286     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
287
288     &$cond_create_bridge($fwbr);
289     &$activate_interface($fwbr);
290
291     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
292
293     &$ovs_bridge_add_port($bridge, $ovsintport, $tag, 1, $trunks);
294     &$activate_interface($ovsintport);
295
296     # set the same mtu for ovs int port
297     PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $ovsintport mtu $bridgemtu");
298     
299     &$bridge_add_interface($fwbr, $ovsintport);
300 };
301
302 my $cleanup_firewall_bridge = sub {
303     my ($iface) = @_;
304
305     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface, 1);
306     return if !defined($vmid);  
307     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
308
309     # cleanup old port config from any openvswitch bridge
310     if (-d "/sys/class/net/$ovsintport") {
311         run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $ovsintport", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
312     }
313
314     # delete old vethfw interface
315     veth_delete($vethfw);
316
317     # cleanup fwbr bridge
318     if (-d "/sys/class/net/$fwbr") {
319         run_command("/sbin/ip link set dev $fwbr down", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
320         run_command("/sbin/brctl delbr $fwbr", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
321     }
322 };
323
324 sub tap_plug {
325     my ($iface, $bridge, $tag, $firewall, $trunks, $rate) = @_;
326
327     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
328     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
329
330     if (-d "/sys/class/net/$bridge/bridge") {
331         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
332
333         my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
334
335         if (!$vlan_aware) {
336             die "vlan aware feature need to be enabled to use trunks" if $trunks;
337             my $newbridge = activate_bridge_vlan($bridge, $tag);
338             copy_bridge_config($bridge, $newbridge) if $bridge ne $newbridge;
339             $bridge = $newbridge;
340             $tag = undef;
341         }
342
343         if ($firewall) {
344             &$create_firewall_bridge_linux($iface, $bridge, $tag, $trunks);
345         } else {
346             &$bridge_add_interface($bridge, $iface, $tag, $trunks);
347         }
348
349     } else {
350         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
351
352         if ($firewall) {
353             &$create_firewall_bridge_ovs($iface, $bridge, $tag, $trunks);
354         } else {
355             &$ovs_bridge_add_port($bridge, $iface, $tag, undef, $trunks);
356         }
357     }
358
359     tap_rate_limit($iface, $rate);
360 }
361
362 sub tap_unplug {
363     my ($iface) = @_;
364
365     my $path= "/sys/class/net/$iface/brport/bridge";
366     if (-l $path) {
367         my $bridge = basename(readlink($path));
368         #avoid insecure dependency;
369         ($bridge) = $bridge =~ /(\S+)/;
370
371         system("/sbin/brctl delif $bridge $iface") == 0 ||
372             die "can't del interface '$iface' from bridge '$bridge'\n";
373
374     }
375     
376     &$cleanup_firewall_bridge($iface);
377     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
378     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
379 }
380
381 sub copy_bridge_config {
382     my ($br0, $br1) = @_;
383
384     return if $br0 eq $br1;
385
386     my $br_configs = [ 'ageing_time', 'stp_state', 'priority', 'forward_delay', 
387                        'hello_time', 'max_age', 'multicast_snooping', 'multicast_querier'];
388
389     foreach my $sysname (@$br_configs) {
390         eval {
391             my $v0 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br0/bridge/$sysname");
392             my $v1 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname");
393             if ($v0 ne $v1) {
394                  PVE::ProcFSTools::write_proc_entry("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname", $v0);
395             }
396         };
397         warn $@ if $@;
398     }
399 }
400
401 sub activate_bridge_vlan_slave {
402     my ($bridgevlan, $iface, $tag) = @_;
403     my $ifacevlan = "${iface}.$tag";
404         
405     # create vlan on $iface is not already exist
406     if (! -d "/sys/class/net/$ifacevlan") {
407         system("/sbin/ip link add link $iface name ${iface}.${tag} type vlan id $tag") == 0 ||
408             die "can't add vlan tag $tag to interface $iface\n";
409     }
410
411     # be sure to have the $ifacevlan up
412     &$activate_interface($ifacevlan);
413
414     # test if $vlaniface is already enslaved in another bridge
415     my $path= "/sys/class/net/$ifacevlan/brport/bridge";
416     if (-l $path) {
417         my $tbridge = basename(readlink($path));
418         if ($tbridge ne $bridgevlan) {
419             die "interface $ifacevlan already exist in bridge $tbridge\n";
420         } else {
421             # Port already attached to bridge: do nothing.
422             return;
423         }
424     }
425
426     # add $ifacevlan to the bridge
427     &$bridge_add_interface($bridgevlan, $ifacevlan);
428 }
429
430 sub activate_bridge_vlan {
431     my ($bridge, $tag_param) = @_;
432
433     die "bridge '$bridge' is not active\n" if ! -d "/sys/class/net/$bridge";
434
435     return $bridge if !defined($tag_param); # no vlan, simply return
436
437     my $tag = int($tag_param);
438
439     die "got strange vlan tag '$tag_param'\n" if $tag < 1 || $tag > 4094;
440
441     my $bridgevlan = "${bridge}v$tag";
442
443     my @ifaces = ();
444     my $dir = "/sys/class/net/$bridge/brif";
445     PVE::Tools::dir_glob_foreach($dir, '(((eth|bond)\d+|en[^.]+)(\.\d+)?)', sub {
446         push @ifaces, $_[0];
447     });
448
449     die "no physical interface on bridge '$bridge'\n" if scalar(@ifaces) == 0;
450
451     # add bridgevlan if it doesn't already exist
452     if (! -d "/sys/class/net/$bridgevlan") {
453         system("/sbin/brctl addbr $bridgevlan") == 0 ||
454             die "can't add bridge $bridgevlan\n";
455     }
456
457     # for each physical interface (eth or bridge) bind them to bridge vlan
458     foreach my $iface (@ifaces) {
459         activate_bridge_vlan_slave($bridgevlan, $iface, $tag);
460     }
461
462     #fixme: set other bridge flags
463
464     # be sure to have the bridge up
465     system("/sbin/ip link set $bridgevlan up") == 0 ||
466         die "can't up bridge $bridgevlan\n";
467    
468     return $bridgevlan;
469 }
470
471 sub tcp_ping {
472     my ($host, $port, $timeout) = @_;
473
474     my $refused = 1;
475
476     $timeout = 3 if !$timeout; # sane default
477     if (!$port) {
478         # Net::Ping defaults to the echo port
479         $port = 7;
480     } else {
481         # Net::Ping's port_number() implies service_check(1)
482         $refused = 0;
483     }
484
485     my ($sock, $result);
486     eval {
487         $result = PVE::Tools::run_with_timeout($timeout, sub {
488             $sock = IO::Socket::IP->new(PeerHost => $host, PeerPort => $port, Type => SOCK_STREAM);
489             $result = $refused if $! == ECONNREFUSED;
490         });
491     };
492     if ($sock) {
493         $sock->close();
494         $result = 1;
495     }
496     return $result;
497 }
498
499 sub IP_from_cidr {
500     my ($cidr, $version) = @_;
501
502     return if $cidr !~ m!^(\S+?)/(\S+)$!;
503     my ($ip, $prefix) = ($1, $2);
504
505     my $ipobj = Net::IP->new($ip, $version);
506     return if !$ipobj;
507
508     $version = $ipobj->version();
509
510     my $binmask = Net::IP::ip_get_mask($prefix, $version);
511     return if !$binmask;
512
513     my $masked_binip = $ipobj->binip() & $binmask;
514     my $masked_ip = Net::IP::ip_bintoip($masked_binip, $version);
515     return Net::IP->new("$masked_ip/$prefix");
516 }
517
518 sub is_ip_in_cidr {
519     my ($ip, $cidr, $version) = @_;
520
521     my $cidr_obj = IP_from_cidr($cidr, $version);
522     return undef if !$cidr_obj;
523
524     my $ip_obj = Net::IP->new($ip, $version);
525     return undef if !$ip_obj;
526
527     return $cidr_obj->overlaps($ip_obj) == $Net::IP::IP_B_IN_A_OVERLAP;
528 }
529
530 # struct ifreq { // FOR SIOCGIFFLAGS:
531 #   char ifrn_name[IFNAMSIZ]
532 #   short ifru_flags
533 # };
534 my $STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS = 'Z' . IFNAMSIZ . 's1';
535 sub get_active_interfaces {
536     # Use the interface name list from /proc/net/dev
537     open my $fh, '<', '/proc/net/dev'
538         or die "failed to open /proc/net/dev: $!\n";
539     # And filter by IFF_UP flag fetched via a PF_INET6 socket ioctl:
540     my $sock;
541     socket($sock, PF_INET6, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP)
542     or socket($sock, PF_INET, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP)
543     or return [];
544
545     my $ifaces = [];
546     while(defined(my $line = <$fh>)) {
547         next if $line !~ /^\s*([^:\s]+):/;
548         my $ifname = $1;
549         my $ifreq = pack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifname, 0);
550         if (!defined(ioctl($sock, SIOCGIFFLAGS, $ifreq))) {
551             warn "failed to get interface flags for: $ifname\n";
552             next;
553         }
554         my ($name, $flags) = unpack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifreq);
555         push @$ifaces, $ifname if ($flags & IFF_UP);
556     }
557     close $fh;
558     close $sock;
559     return $ifaces;
560 }
561
562 1;