8cd769876ae06967413f4e0a3160f0ac229ec8c5
[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) = @_;
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";
178         } 
179    }
180 };
181
182 my $ovs_bridge_add_port = sub {
183     my ($bridge, $iface, $tag, $internal) = @_;
184
185     my $cmd = "/usr/bin/ovs-vsctl add-port $bridge $iface";
186     $cmd .= " tag=$tag" if $tag;
187     $cmd .= " -- set Interface $iface type=internal" if $internal;
188     system($cmd) == 0 ||
189         die "can't add ovs port '$iface'\n";
190 };
191
192 my $activate_interface = sub {
193     my ($iface) = @_;
194
195     system("/sbin/ip link set $iface up") == 0 ||
196         die "can't activate interface '$iface'\n";
197 };
198
199 sub tap_create {
200     my ($iface, $bridge) = @_;
201
202     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
203
204     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
205
206     eval { 
207         PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $iface 0.0.0.0 promisc up mtu $bridgemtu");
208     };
209     die "interface activation failed\n" if $@;
210 }
211
212 sub veth_create {
213     my ($veth, $vethpeer, $bridge, $mac) = @_;
214
215     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
216
217     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
218
219     # create veth pair
220     if (! -d "/sys/class/net/$veth") {
221         my $cmd = "/sbin/ip link add name $veth type veth peer name $vethpeer mtu $bridgemtu";
222         $cmd .= " addr $mac" if $mac;
223         system($cmd) == 0 || die "can't create interface $veth\n";
224     }
225
226     # up vethpair
227     &$activate_interface($veth);
228     &$activate_interface($vethpeer);
229 }
230
231 sub veth_delete {
232     my ($veth) = @_;
233
234     if (-d "/sys/class/net/$veth") {
235         run_command("/sbin/ip link delete dev $veth", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
236     }
237
238 }
239
240 my $create_firewall_bridge_linux = sub {
241     my ($iface, $bridge, $tag) = @_;
242
243     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
244     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
245
246     &$cond_create_bridge($fwbr);
247     &$activate_interface($fwbr);
248
249     copy_bridge_config($bridge, $fwbr);
250     veth_create($vethfw, $vethfwpeer, $bridge);
251
252     &$bridge_add_interface($fwbr, $vethfw);
253     &$bridge_add_interface($bridge, $vethfwpeer, $tag);
254
255     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
256 };
257
258 my $create_firewall_bridge_ovs = sub {
259     my ($iface, $bridge, $tag) = @_;
260
261     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
262     my ($fwbr, undef, undef, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
263
264     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
265
266     &$cond_create_bridge($fwbr);
267     &$activate_interface($fwbr);
268
269     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
270
271     &$ovs_bridge_add_port($bridge, $ovsintport, $tag, 1);
272     &$activate_interface($ovsintport);
273
274     # set the same mtu for ovs int port
275     PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $ovsintport mtu $bridgemtu");
276     
277     &$bridge_add_interface($fwbr, $ovsintport);
278 };
279
280 my $cleanup_firewall_bridge = sub {
281     my ($iface) = @_;
282
283     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface, 1);
284     return if !defined($vmid);  
285     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
286
287     # cleanup old port config from any openvswitch bridge
288     if (-d "/sys/class/net/$ovsintport") {
289         run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $ovsintport", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
290     }
291
292     # delete old vethfw interface
293     veth_delete($vethfw);
294
295     # cleanup fwbr bridge
296     if (-d "/sys/class/net/$fwbr") {
297         run_command("/sbin/ip link set dev $fwbr down", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
298         run_command("/sbin/brctl delbr $fwbr", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
299     }
300 };
301
302 sub tap_plug {
303     my ($iface, $bridge, $tag, $firewall) = @_;
304
305     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
306     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
307
308     if (-d "/sys/class/net/$bridge/bridge") {
309         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
310
311         my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
312
313         if (!$vlan_aware) {
314             my $newbridge = activate_bridge_vlan($bridge, $tag);
315             copy_bridge_config($bridge, $newbridge) if $bridge ne $newbridge;
316             $bridge = $newbridge;
317             $tag = undef;
318         }
319
320         if ($firewall) {
321             &$create_firewall_bridge_linux($iface, $bridge, $tag);
322         } else {
323             &$bridge_add_interface($bridge, $iface, $tag);
324         }
325
326     } else {
327         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
328
329         if ($firewall) {
330             &$create_firewall_bridge_ovs($iface, $bridge, $tag);
331         } else {
332             &$ovs_bridge_add_port($bridge, $iface, $tag);
333         }
334     }
335 }
336
337 sub tap_unplug {
338     my ($iface) = @_;
339
340     my $path= "/sys/class/net/$iface/brport/bridge";
341     if (-l $path) {
342         my $bridge = basename(readlink($path));
343         #avoid insecure dependency;
344         ($bridge) = $bridge =~ /(\S+)/;
345
346         system("/sbin/brctl delif $bridge $iface") == 0 ||
347             die "can't del interface '$iface' from bridge '$bridge'\n";
348
349     }
350     
351     &$cleanup_firewall_bridge($iface);
352 }
353
354 sub copy_bridge_config {
355     my ($br0, $br1) = @_;
356
357     return if $br0 eq $br1;
358
359     my $br_configs = [ 'ageing_time', 'stp_state', 'priority', 'forward_delay', 
360                        'hello_time', 'max_age', 'multicast_snooping', 'multicast_querier'];
361
362     foreach my $sysname (@$br_configs) {
363         eval {
364             my $v0 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br0/bridge/$sysname");
365             my $v1 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname");
366             if ($v0 ne $v1) {
367                  PVE::ProcFSTools::write_proc_entry("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname", $v0);
368             }
369         };
370         warn $@ if $@;
371     }
372 }
373
374 sub activate_bridge_vlan_slave {
375     my ($bridgevlan, $iface, $tag) = @_;
376     my $ifacevlan = "${iface}.$tag";
377         
378     # create vlan on $iface is not already exist
379     if (! -d "/sys/class/net/$ifacevlan") {
380         system("/sbin/ip link add link $iface name ${iface}.${tag} type vlan id $tag") == 0 ||
381             die "can't add vlan tag $tag to interface $iface\n";
382     }
383
384     # be sure to have the $ifacevlan up
385     &$activate_interface($ifacevlan);
386
387     # test if $vlaniface is already enslaved in another bridge
388     my $path= "/sys/class/net/$ifacevlan/brport/bridge";
389     if (-l $path) {
390         my $tbridge = basename(readlink($path));
391         if ($tbridge ne $bridgevlan) {
392             die "interface $ifacevlan already exist in bridge $tbridge\n";
393         } else {
394             # Port already attached to bridge: do nothing.
395             return;
396         }
397     }
398
399     # add $ifacevlan to the bridge
400     &$bridge_add_interface($bridgevlan, $ifacevlan);
401 }
402
403 sub activate_bridge_vlan {
404     my ($bridge, $tag_param) = @_;
405
406     die "bridge '$bridge' is not active\n" if ! -d "/sys/class/net/$bridge";
407
408     return $bridge if !defined($tag_param); # no vlan, simply return
409
410     my $tag = int($tag_param);
411
412     die "got strange vlan tag '$tag_param'\n" if $tag < 1 || $tag > 4094;
413
414     my $bridgevlan = "${bridge}v$tag";
415
416     my @ifaces = ();
417     my $dir = "/sys/class/net/$bridge/brif";
418     PVE::Tools::dir_glob_foreach($dir, '((eth|bond)\d+(\.\d+)?)', sub {
419         push @ifaces, $_[0];
420     });
421
422     die "no physical interface on bridge '$bridge'\n" if scalar(@ifaces) == 0;
423
424     # add bridgevlan if it doesn't already exist
425     if (! -d "/sys/class/net/$bridgevlan") {
426         system("/sbin/brctl addbr $bridgevlan") == 0 ||
427             die "can't add bridge $bridgevlan\n";
428     }
429
430     # for each physical interface (eth or bridge) bind them to bridge vlan
431     foreach my $iface (@ifaces) {
432         activate_bridge_vlan_slave($bridgevlan, $iface, $tag);
433     }
434
435     #fixme: set other bridge flags
436
437     # be sure to have the bridge up
438     system("/sbin/ip link set $bridgevlan up") == 0 ||
439         die "can't up bridge $bridgevlan\n";
440    
441     return $bridgevlan;
442 }
443
444 sub tcp_ping {
445     my ($host, $port, $timeout) = @_;
446
447     my $refused = 1;
448
449     $timeout = 3 if !$timeout; # sane default
450     if (!$port) {
451         # Net::Ping defaults to the echo port
452         $port = 7;
453     } else {
454         # Net::Ping's port_number() implies service_check(1)
455         $refused = 0;
456     }
457
458     my ($sock, $result);
459     eval {
460         $result = PVE::Tools::run_with_timeout($timeout, sub {
461             $sock = IO::Socket::IP->new(PeerHost => $host, PeerPort => $port, Type => SOCK_STREAM);
462             $result = $refused if $! == ECONNREFUSED;
463         });
464     };
465     if ($sock) {
466         $sock->close();
467         $result = 1;
468     }
469     return $result;
470 }
471
472 sub IP_from_cidr {
473     my ($cidr, $version) = @_;
474
475     return if $cidr !~ m!^(\S+?)/(\S+)$!;
476     my ($ip, $prefix) = ($1, $2);
477
478     my $ipobj = Net::IP->new($ip, $version);
479     return if !$ipobj;
480
481     $version = $ipobj->version();
482
483     my $binmask = Net::IP::ip_get_mask($prefix, $version);
484     return if !$binmask;
485
486     my $masked_binip = $ipobj->binip() & $binmask;
487     my $masked_ip = Net::IP::ip_bintoip($masked_binip, $version);
488     return Net::IP->new("$masked_ip/$prefix");
489 }
490
491 sub is_ip_in_cidr {
492     my ($ip, $cidr, $version) = @_;
493
494     my $cidr_obj = IP_from_cidr($cidr, $version);
495     return undef if !$cidr_obj;
496
497     my $ip_obj = Net::IP->new($ip, $version);
498     return undef if !$ip_obj;
499
500     return $cidr_obj->overlaps($ip_obj) == $Net::IP::IP_B_IN_A_OVERLAP;
501 }
502
503 1;