ab073505710150a5a24bea052e52070117fe99a6
[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 $ipv4_mask_hash_localnet = {
59     '255.255.0.0' => 16,
60     '255.255.128.0' => 17,
61     '255.255.192.0' => 18,
62     '255.255.224.0' => 19,
63     '255.255.240.0' => 20,
64     '255.255.248.0' => 21,
65     '255.255.252.0' => 22,
66     '255.255.254.0' => 23,
67     '255.255.255.0' => 24,
68     '255.255.255.128' => 25,
69     '255.255.255.192' => 26,
70     '255.255.255.224' => 27,
71     '255.255.255.240' => 28,
72     '255.255.255.248' => 29,
73     '255.255.255.252' => 30,
74     '255.255.255.254' => 31,
75     '255.255.255.255' => 32,
76 };
77
78 sub setup_tc_rate_limit {
79     my ($iface, $rate, $burst, $debug) = @_;
80
81     # these are allowed / expected to fail, e.g. when there is no previous rate limit to remove
82     eval { run_command("/sbin/tc class del dev $iface parent 1: classid 1:1 >/dev/null 2>&1"); };
83     eval { run_command("/sbin/tc filter del dev $iface parent ffff: protocol all pref 50 u32 >/dev/null 2>&1"); };
84     eval { run_command("/sbin/tc qdisc del dev $iface ingress >/dev/null 2>&1"); };
85     eval { run_command("/sbin/tc qdisc del dev $iface root >/dev/null 2>&1"); };
86
87     return if !$rate;
88
89     # tbf does not work for unknown reason
90     #$TC qdisc add dev $DEV root tbf rate $RATE latency 100ms burst $BURST
91     # so we use htb instead
92     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface root handle 1: htb default 1");
93     run_command("/sbin/tc class add dev $iface parent 1: classid 1:1 " .
94                 "htb rate ${rate}bps burst ${burst}b");
95
96     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface handle ffff: ingress");
97     run_command("/sbin/tc filter add dev $iface parent ffff: " .
98                 "prio 50 basic " .
99                 "police rate ${rate}bps burst ${burst}b mtu 64kb " .
100                 "drop flowid :1");
101
102     if ($debug) {
103         print "DEBUG tc settings\n";
104         system("/sbin/tc qdisc ls dev $iface");
105         system("/sbin/tc class ls dev $iface");
106         system("/sbin/tc filter ls dev $iface parent ffff:");
107     }
108 }
109
110 sub tap_rate_limit {
111     my ($iface, $rate) = @_;
112
113     my $debug = 0;
114     $rate = int($rate*1024*1024) if $rate;
115     my $burst = 1024*1024;
116
117     setup_tc_rate_limit($iface, $rate, $burst, $debug);
118 }
119
120 my $read_bridge_mtu = sub {
121     my ($bridge) = @_;
122
123     my $mtu = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/mtu");
124     die "bridge '$bridge' does not exist\n" if !$mtu;
125     # avoid insecure dependency;
126     die "unable to parse mtu value" if $mtu !~ /^(\d+)$/;
127     $mtu = int($1);
128
129     return $mtu;
130 };
131
132 my $parse_tap_device_name = sub {
133     my ($iface, $noerr) = @_;
134
135     my ($vmid, $devid);
136
137     if ($iface =~ m/^tap(\d+)i(\d+)$/) {
138         $vmid = $1;
139         $devid = $2;
140     } elsif ($iface =~ m/^veth(\d+)i(\d+)$/) {
141         $vmid = $1;
142         $devid = $2;
143     } else {
144         return undef if $noerr;
145         die "can't create firewall bridge for random interface name '$iface'\n";
146     }
147
148     return ($vmid, $devid);
149 };
150
151 my $compute_fwbr_names = sub {
152     my ($vmid, $devid) = @_;
153
154     my $fwbr = "fwbr${vmid}i${devid}";
155     # Note: the firewall use 'fwln+' to filter traffic to VMs
156     my $vethfw = "fwln${vmid}i${devid}";
157     my $vethfwpeer = "fwpr${vmid}p${devid}";
158     my $ovsintport = "fwln${vmid}o${devid}";
159
160     return ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport);
161 };
162
163 my $cond_create_bridge = sub {
164     my ($bridge) = @_;
165
166     if (! -d "/sys/class/net/$bridge") {
167         system("/sbin/brctl addbr $bridge") == 0 ||
168             die "can't add bridge '$bridge'\n";
169     }
170 };
171
172 my $bridge_add_interface = sub {
173     my ($bridge, $iface, $tag, $trunks) = @_;
174
175     system("/sbin/brctl addif $bridge $iface") == 0 ||
176         die "can't add interface 'iface' to bridge '$bridge'\n";
177
178    my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
179
180    if ($vlan_aware) {
181         if ($tag) {
182             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $tag pvid untagged") == 0 ||
183             die "unable to add vlan $tag to interface $iface\n";
184
185             warn "Caution: Setting VLAN ID 1 on a VLAN aware bridge may be dangerous\n" if $tag == 1;
186         } else {
187             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid 2-4094") == 0 ||
188             die "unable to add default vlan tags to interface $iface\n" if !$trunks;
189         } 
190
191         if ($trunks) {
192             my @trunks_array = split /;/, $trunks;
193             foreach my $trunk (@trunks_array) { 
194                 system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $trunk") == 0 ||
195                 die "unable to add vlan $trunk to interface $iface\n";
196             }
197         }
198    }
199 };
200
201 my $ovs_bridge_add_port = sub {
202     my ($bridge, $iface, $tag, $internal, $trunks) = @_;
203
204     $trunks =~ s/;/,/g if $trunks;
205
206     my $cmd = "/usr/bin/ovs-vsctl add-port $bridge $iface";
207     $cmd .= " tag=$tag" if $tag;
208     $cmd .= " trunks=". join(',', $trunks) if $trunks;
209     $cmd .= " vlan_mode=native-untagged" if $tag && $trunks;
210
211     $cmd .= " -- set Interface $iface type=internal" if $internal;
212     system($cmd) == 0 ||
213         die "can't add ovs port '$iface'\n";
214 };
215
216 my $activate_interface = sub {
217     my ($iface) = @_;
218
219     system("/sbin/ip link set $iface up") == 0 ||
220         die "can't activate interface '$iface'\n";
221 };
222
223 sub tap_create {
224     my ($iface, $bridge) = @_;
225
226     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
227
228     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
229
230     eval { 
231         PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $iface 0.0.0.0 promisc up mtu $bridgemtu");
232     };
233     die "interface activation failed\n" if $@;
234 }
235
236 sub veth_create {
237     my ($veth, $vethpeer, $bridge, $mac) = @_;
238
239     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
240
241     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
242
243     # create veth pair
244     if (! -d "/sys/class/net/$veth") {
245         my $cmd = "/sbin/ip link add name $veth type veth peer name $vethpeer mtu $bridgemtu";
246         $cmd .= " addr $mac" if $mac;
247         system($cmd) == 0 || die "can't create interface $veth\n";
248     }
249
250     # up vethpair
251     &$activate_interface($veth);
252     &$activate_interface($vethpeer);
253 }
254
255 sub veth_delete {
256     my ($veth) = @_;
257
258     if (-d "/sys/class/net/$veth") {
259         run_command("/sbin/ip link delete dev $veth", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
260     }
261
262 }
263
264 my $create_firewall_bridge_linux = sub {
265     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
266
267     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
268     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
269
270     &$cond_create_bridge($fwbr);
271     &$activate_interface($fwbr);
272
273     copy_bridge_config($bridge, $fwbr);
274     veth_create($vethfw, $vethfwpeer, $bridge);
275
276     &$bridge_add_interface($fwbr, $vethfw);
277     &$bridge_add_interface($bridge, $vethfwpeer, $tag, $trunks);
278
279     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
280 };
281
282 my $create_firewall_bridge_ovs = sub {
283     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
284
285     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
286     my ($fwbr, undef, undef, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
287
288     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
289
290     &$cond_create_bridge($fwbr);
291     &$activate_interface($fwbr);
292
293     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
294
295     &$ovs_bridge_add_port($bridge, $ovsintport, $tag, 1, $trunks);
296     &$activate_interface($ovsintport);
297
298     # set the same mtu for ovs int port
299     PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $ovsintport mtu $bridgemtu");
300     
301     &$bridge_add_interface($fwbr, $ovsintport);
302 };
303
304 my $cleanup_firewall_bridge = sub {
305     my ($iface) = @_;
306
307     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface, 1);
308     return if !defined($vmid);  
309     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
310
311     # cleanup old port config from any openvswitch bridge
312     if (-d "/sys/class/net/$ovsintport") {
313         run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $ovsintport", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
314     }
315
316     # delete old vethfw interface
317     veth_delete($vethfw);
318
319     # cleanup fwbr bridge
320     if (-d "/sys/class/net/$fwbr") {
321         run_command("/sbin/ip link set dev $fwbr down", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
322         run_command("/sbin/brctl delbr $fwbr", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
323     }
324 };
325
326 sub tap_plug {
327     my ($iface, $bridge, $tag, $firewall, $trunks, $rate) = @_;
328
329     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
330     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
331
332     if (-d "/sys/class/net/$bridge/bridge") {
333         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
334
335         my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
336
337         if (!$vlan_aware) {
338             die "vlan aware feature need to be enabled to use trunks" if $trunks;
339             my $newbridge = activate_bridge_vlan($bridge, $tag);
340             copy_bridge_config($bridge, $newbridge) if $bridge ne $newbridge;
341             $bridge = $newbridge;
342             $tag = undef;
343         }
344
345         if ($firewall) {
346             &$create_firewall_bridge_linux($iface, $bridge, $tag, $trunks);
347         } else {
348             &$bridge_add_interface($bridge, $iface, $tag, $trunks);
349         }
350
351     } else {
352         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
353
354         if ($firewall) {
355             &$create_firewall_bridge_ovs($iface, $bridge, $tag, $trunks);
356         } else {
357             &$ovs_bridge_add_port($bridge, $iface, $tag, undef, $trunks);
358         }
359     }
360
361     tap_rate_limit($iface, $rate);
362 }
363
364 sub tap_unplug {
365     my ($iface) = @_;
366
367     my $path= "/sys/class/net/$iface/brport/bridge";
368     if (-l $path) {
369         my $bridge = basename(readlink($path));
370         #avoid insecure dependency;
371         ($bridge) = $bridge =~ /(\S+)/;
372
373         system("/sbin/brctl delif $bridge $iface") == 0 ||
374             die "can't del interface '$iface' from bridge '$bridge'\n";
375
376     }
377     
378     &$cleanup_firewall_bridge($iface);
379     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
380     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
381 }
382
383 sub copy_bridge_config {
384     my ($br0, $br1) = @_;
385
386     return if $br0 eq $br1;
387
388     my $br_configs = [ 'ageing_time', 'stp_state', 'priority', 'forward_delay', 
389                        'hello_time', 'max_age', 'multicast_snooping', 'multicast_querier'];
390
391     foreach my $sysname (@$br_configs) {
392         eval {
393             my $v0 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br0/bridge/$sysname");
394             my $v1 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname");
395             if ($v0 ne $v1) {
396                  PVE::ProcFSTools::write_proc_entry("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname", $v0);
397             }
398         };
399         warn $@ if $@;
400     }
401 }
402
403 sub activate_bridge_vlan_slave {
404     my ($bridgevlan, $iface, $tag) = @_;
405     my $ifacevlan = "${iface}.$tag";
406         
407     # create vlan on $iface is not already exist
408     if (! -d "/sys/class/net/$ifacevlan") {
409         system("/sbin/ip link add link $iface name ${iface}.${tag} type vlan id $tag") == 0 ||
410             die "can't add vlan tag $tag to interface $iface\n";
411     }
412
413     # be sure to have the $ifacevlan up
414     &$activate_interface($ifacevlan);
415
416     # test if $vlaniface is already enslaved in another bridge
417     my $path= "/sys/class/net/$ifacevlan/brport/bridge";
418     if (-l $path) {
419         my $tbridge = basename(readlink($path));
420         if ($tbridge ne $bridgevlan) {
421             die "interface $ifacevlan already exist in bridge $tbridge\n";
422         } else {
423             # Port already attached to bridge: do nothing.
424             return;
425         }
426     }
427
428     # add $ifacevlan to the bridge
429     &$bridge_add_interface($bridgevlan, $ifacevlan);
430 }
431
432 sub activate_bridge_vlan {
433     my ($bridge, $tag_param) = @_;
434
435     die "bridge '$bridge' is not active\n" if ! -d "/sys/class/net/$bridge";
436
437     return $bridge if !defined($tag_param); # no vlan, simply return
438
439     my $tag = int($tag_param);
440
441     die "got strange vlan tag '$tag_param'\n" if $tag < 1 || $tag > 4094;
442
443     my $bridgevlan = "${bridge}v$tag";
444
445     my @ifaces = ();
446     my $dir = "/sys/class/net/$bridge/brif";
447     PVE::Tools::dir_glob_foreach($dir, '(((eth|bond)\d+|en[^.]+)(\.\d+)?)', sub {
448         push @ifaces, $_[0];
449     });
450
451     die "no physical interface on bridge '$bridge'\n" if scalar(@ifaces) == 0;
452
453     # add bridgevlan if it doesn't already exist
454     if (! -d "/sys/class/net/$bridgevlan") {
455         system("/sbin/brctl addbr $bridgevlan") == 0 ||
456             die "can't add bridge $bridgevlan\n";
457     }
458
459     # for each physical interface (eth or bridge) bind them to bridge vlan
460     foreach my $iface (@ifaces) {
461         activate_bridge_vlan_slave($bridgevlan, $iface, $tag);
462     }
463
464     #fixme: set other bridge flags
465
466     # be sure to have the bridge up
467     system("/sbin/ip link set $bridgevlan up") == 0 ||
468         die "can't up bridge $bridgevlan\n";
469    
470     return $bridgevlan;
471 }
472
473 sub tcp_ping {
474     my ($host, $port, $timeout) = @_;
475
476     my $refused = 1;
477
478     $timeout = 3 if !$timeout; # sane default
479     if (!$port) {
480         # Net::Ping defaults to the echo port
481         $port = 7;
482     } else {
483         # Net::Ping's port_number() implies service_check(1)
484         $refused = 0;
485     }
486
487     my ($sock, $result);
488     eval {
489         $result = PVE::Tools::run_with_timeout($timeout, sub {
490             $sock = IO::Socket::IP->new(PeerHost => $host, PeerPort => $port, Type => SOCK_STREAM);
491             $result = $refused if $! == ECONNREFUSED;
492         });
493     };
494     if ($sock) {
495         $sock->close();
496         $result = 1;
497     }
498     return $result;
499 }
500
501 sub IP_from_cidr {
502     my ($cidr, $version) = @_;
503
504     return if $cidr !~ m!^(\S+?)/(\S+)$!;
505     my ($ip, $prefix) = ($1, $2);
506
507     my $ipobj = Net::IP->new($ip, $version);
508     return if !$ipobj;
509
510     $version = $ipobj->version();
511
512     my $binmask = Net::IP::ip_get_mask($prefix, $version);
513     return if !$binmask;
514
515     my $masked_binip = $ipobj->binip() & $binmask;
516     my $masked_ip = Net::IP::ip_bintoip($masked_binip, $version);
517     return Net::IP->new("$masked_ip/$prefix");
518 }
519
520 sub is_ip_in_cidr {
521     my ($ip, $cidr, $version) = @_;
522
523     my $cidr_obj = IP_from_cidr($cidr, $version);
524     return undef if !$cidr_obj;
525
526     my $ip_obj = Net::IP->new($ip, $version);
527     return undef if !$ip_obj;
528
529     return $cidr_obj->overlaps($ip_obj) == $Net::IP::IP_B_IN_A_OVERLAP;
530 }
531
532 # struct ifreq { // FOR SIOCGIFFLAGS:
533 #   char ifrn_name[IFNAMSIZ]
534 #   short ifru_flags
535 # };
536 my $STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS = 'Z' . IFNAMSIZ . 's1';
537 sub get_active_interfaces {
538     # Use the interface name list from /proc/net/dev
539     open my $fh, '<', '/proc/net/dev'
540         or die "failed to open /proc/net/dev: $!\n";
541     # And filter by IFF_UP flag fetched via a PF_INET6 socket ioctl:
542     my $sock;
543     socket($sock, PF_INET6, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP)
544     or socket($sock, PF_INET, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP)
545     or return [];
546
547     my $ifaces = [];
548     while(defined(my $line = <$fh>)) {
549         next if $line !~ /^\s*([^:\s]+):/;
550         my $ifname = $1;
551         my $ifreq = pack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifname, 0);
552         if (!defined(ioctl($sock, SIOCGIFFLAGS, $ifreq))) {
553             warn "failed to get interface flags for: $ifname\n";
554             next;
555         }
556         my ($name, $flags) = unpack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifreq);
557         push @$ifaces, $ifname if ($flags & IFF_UP);
558     }
559     close $fh;
560     close $sock;
561     return $ifaces;
562 }
563
564 1;