add netmasks starting from /8 to local netmask list
[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 $ipv4_mask_hash_localnet = {
59     '255.0.0.0' => 8,
60     '255.128.0.0' => 9,
61     '255.192.0.0' => 10,
62     '255.224.0.0' => 11,
63     '255.240.0.0' => 12,
64     '255.248.0.0' => 13,
65     '255.252.0.0' => 14,
66     '255.254.0.0' => 15,
67     '255.255.0.0' => 16,
68     '255.255.128.0' => 17,
69     '255.255.192.0' => 18,
70     '255.255.224.0' => 19,
71     '255.255.240.0' => 20,
72     '255.255.248.0' => 21,
73     '255.255.252.0' => 22,
74     '255.255.254.0' => 23,
75     '255.255.255.0' => 24,
76     '255.255.255.128' => 25,
77     '255.255.255.192' => 26,
78     '255.255.255.224' => 27,
79     '255.255.255.240' => 28,
80     '255.255.255.248' => 29,
81     '255.255.255.252' => 30,
82     '255.255.255.254' => 31,
83     '255.255.255.255' => 32,
84 };
85
86 sub setup_tc_rate_limit {
87     my ($iface, $rate, $burst, $debug) = @_;
88
89     # these are allowed / expected to fail, e.g. when there is no previous rate limit to remove
90     eval { run_command("/sbin/tc class del dev $iface parent 1: classid 1:1 >/dev/null 2>&1"); };
91     eval { run_command("/sbin/tc filter del dev $iface parent ffff: protocol all pref 50 u32 >/dev/null 2>&1"); };
92     eval { run_command("/sbin/tc qdisc del dev $iface ingress >/dev/null 2>&1"); };
93     eval { run_command("/sbin/tc qdisc del dev $iface root >/dev/null 2>&1"); };
94
95     return if !$rate;
96
97     # tbf does not work for unknown reason
98     #$TC qdisc add dev $DEV root tbf rate $RATE latency 100ms burst $BURST
99     # so we use htb instead
100     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface root handle 1: htb default 1");
101     run_command("/sbin/tc class add dev $iface parent 1: classid 1:1 " .
102                 "htb rate ${rate}bps burst ${burst}b");
103
104     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface handle ffff: ingress");
105     run_command("/sbin/tc filter add dev $iface parent ffff: " .
106                 "prio 50 basic " .
107                 "police rate ${rate}bps burst ${burst}b mtu 64kb " .
108                 "drop flowid :1");
109
110     if ($debug) {
111         print "DEBUG tc settings\n";
112         system("/sbin/tc qdisc ls dev $iface");
113         system("/sbin/tc class ls dev $iface");
114         system("/sbin/tc filter ls dev $iface parent ffff:");
115     }
116 }
117
118 sub tap_rate_limit {
119     my ($iface, $rate) = @_;
120
121     my $debug = 0;
122     $rate = int($rate*1024*1024) if $rate;
123     my $burst = 1024*1024;
124
125     setup_tc_rate_limit($iface, $rate, $burst, $debug);
126 }
127
128 my $read_bridge_mtu = sub {
129     my ($bridge) = @_;
130
131     my $mtu = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/mtu");
132     die "bridge '$bridge' does not exist\n" if !$mtu;
133     # avoid insecure dependency;
134     die "unable to parse mtu value" if $mtu !~ /^(\d+)$/;
135     $mtu = int($1);
136
137     return $mtu;
138 };
139
140 my $parse_tap_device_name = sub {
141     my ($iface, $noerr) = @_;
142
143     my ($vmid, $devid);
144
145     if ($iface =~ m/^tap(\d+)i(\d+)$/) {
146         $vmid = $1;
147         $devid = $2;
148     } elsif ($iface =~ m/^veth(\d+)i(\d+)$/) {
149         $vmid = $1;
150         $devid = $2;
151     } else {
152         return undef if $noerr;
153         die "can't create firewall bridge for random interface name '$iface'\n";
154     }
155
156     return ($vmid, $devid);
157 };
158
159 my $compute_fwbr_names = sub {
160     my ($vmid, $devid) = @_;
161
162     my $fwbr = "fwbr${vmid}i${devid}";
163     # Note: the firewall use 'fwln+' to filter traffic to VMs
164     my $vethfw = "fwln${vmid}i${devid}";
165     my $vethfwpeer = "fwpr${vmid}p${devid}";
166     my $ovsintport = "fwln${vmid}o${devid}";
167
168     return ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport);
169 };
170
171 my $cond_create_bridge = sub {
172     my ($bridge) = @_;
173
174     if (! -d "/sys/class/net/$bridge") {
175         system("/sbin/brctl addbr $bridge") == 0 ||
176             die "can't add bridge '$bridge'\n";
177     }
178 };
179
180 my $bridge_add_interface = sub {
181     my ($bridge, $iface, $tag, $trunks) = @_;
182
183     system("/sbin/brctl addif $bridge $iface") == 0 ||
184         die "can't add interface 'iface' to bridge '$bridge'\n";
185
186    my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
187
188    if ($vlan_aware) {
189         if ($tag) {
190             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $tag pvid untagged") == 0 ||
191             die "unable to add vlan $tag to interface $iface\n";
192
193             warn "Caution: Setting VLAN ID 1 on a VLAN aware bridge may be dangerous\n" if $tag == 1;
194         } else {
195             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid 2-4094") == 0 ||
196             die "unable to add default vlan tags to interface $iface\n" if !$trunks;
197         } 
198
199         if ($trunks) {
200             my @trunks_array = split /;/, $trunks;
201             foreach my $trunk (@trunks_array) { 
202                 system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $trunk") == 0 ||
203                 die "unable to add vlan $trunk to interface $iface\n";
204             }
205         }
206    }
207 };
208
209 my $ovs_bridge_add_port = sub {
210     my ($bridge, $iface, $tag, $internal, $trunks) = @_;
211
212     $trunks =~ s/;/,/g if $trunks;
213
214     my $cmd = "/usr/bin/ovs-vsctl add-port $bridge $iface";
215     $cmd .= " tag=$tag" if $tag;
216     $cmd .= " trunks=". join(',', $trunks) if $trunks;
217     $cmd .= " vlan_mode=native-untagged" if $tag && $trunks;
218
219     $cmd .= " -- set Interface $iface type=internal" if $internal;
220     system($cmd) == 0 ||
221         die "can't add ovs port '$iface'\n";
222 };
223
224 my $activate_interface = sub {
225     my ($iface) = @_;
226
227     system("/sbin/ip link set $iface up") == 0 ||
228         die "can't activate interface '$iface'\n";
229 };
230
231 sub tap_create {
232     my ($iface, $bridge) = @_;
233
234     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
235
236     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
237
238     eval { 
239         PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $iface 0.0.0.0 promisc up mtu $bridgemtu");
240     };
241     die "interface activation failed\n" if $@;
242 }
243
244 sub veth_create {
245     my ($veth, $vethpeer, $bridge, $mac) = @_;
246
247     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
248
249     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
250
251     # create veth pair
252     if (! -d "/sys/class/net/$veth") {
253         my $cmd = "/sbin/ip link add name $veth type veth peer name $vethpeer mtu $bridgemtu";
254         $cmd .= " addr $mac" if $mac;
255         system($cmd) == 0 || die "can't create interface $veth\n";
256     }
257
258     # up vethpair
259     &$activate_interface($veth);
260     &$activate_interface($vethpeer);
261 }
262
263 sub veth_delete {
264     my ($veth) = @_;
265
266     if (-d "/sys/class/net/$veth") {
267         run_command("/sbin/ip link delete dev $veth", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
268     }
269
270 }
271
272 my $create_firewall_bridge_linux = sub {
273     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
274
275     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
276     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
277
278     &$cond_create_bridge($fwbr);
279     &$activate_interface($fwbr);
280
281     copy_bridge_config($bridge, $fwbr);
282     veth_create($vethfw, $vethfwpeer, $bridge);
283
284     &$bridge_add_interface($fwbr, $vethfw);
285     &$bridge_add_interface($bridge, $vethfwpeer, $tag, $trunks);
286
287     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
288 };
289
290 my $create_firewall_bridge_ovs = sub {
291     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
292
293     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
294     my ($fwbr, undef, undef, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
295
296     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
297
298     &$cond_create_bridge($fwbr);
299     &$activate_interface($fwbr);
300
301     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
302
303     &$ovs_bridge_add_port($bridge, $ovsintport, $tag, 1, $trunks);
304     &$activate_interface($ovsintport);
305
306     # set the same mtu for ovs int port
307     PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $ovsintport mtu $bridgemtu");
308     
309     &$bridge_add_interface($fwbr, $ovsintport);
310 };
311
312 my $cleanup_firewall_bridge = sub {
313     my ($iface) = @_;
314
315     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface, 1);
316     return if !defined($vmid);  
317     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
318
319     # cleanup old port config from any openvswitch bridge
320     if (-d "/sys/class/net/$ovsintport") {
321         run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $ovsintport", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
322     }
323
324     # delete old vethfw interface
325     veth_delete($vethfw);
326
327     # cleanup fwbr bridge
328     if (-d "/sys/class/net/$fwbr") {
329         run_command("/sbin/ip link set dev $fwbr down", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
330         run_command("/sbin/brctl delbr $fwbr", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
331     }
332 };
333
334 sub tap_plug {
335     my ($iface, $bridge, $tag, $firewall, $trunks, $rate) = @_;
336
337     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
338     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
339
340     if (-d "/sys/class/net/$bridge/bridge") {
341         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
342
343         my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
344
345         if (!$vlan_aware) {
346             die "vlan aware feature need to be enabled to use trunks" if $trunks;
347             my $newbridge = activate_bridge_vlan($bridge, $tag);
348             copy_bridge_config($bridge, $newbridge) if $bridge ne $newbridge;
349             $bridge = $newbridge;
350             $tag = undef;
351         }
352
353         if ($firewall) {
354             &$create_firewall_bridge_linux($iface, $bridge, $tag, $trunks);
355         } else {
356             &$bridge_add_interface($bridge, $iface, $tag, $trunks);
357         }
358
359     } else {
360         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
361
362         if ($firewall) {
363             &$create_firewall_bridge_ovs($iface, $bridge, $tag, $trunks);
364         } else {
365             &$ovs_bridge_add_port($bridge, $iface, $tag, undef, $trunks);
366         }
367     }
368
369     tap_rate_limit($iface, $rate);
370 }
371
372 sub tap_unplug {
373     my ($iface) = @_;
374
375     my $path= "/sys/class/net/$iface/brport/bridge";
376     if (-l $path) {
377         my $bridge = basename(readlink($path));
378         #avoid insecure dependency;
379         ($bridge) = $bridge =~ /(\S+)/;
380
381         system("/sbin/brctl delif $bridge $iface") == 0 ||
382             die "can't del interface '$iface' from bridge '$bridge'\n";
383
384     }
385     
386     &$cleanup_firewall_bridge($iface);
387     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
388     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
389 }
390
391 sub copy_bridge_config {
392     my ($br0, $br1) = @_;
393
394     return if $br0 eq $br1;
395
396     my $br_configs = [ 'ageing_time', 'stp_state', 'priority', 'forward_delay', 
397                        'hello_time', 'max_age', 'multicast_snooping', 'multicast_querier'];
398
399     foreach my $sysname (@$br_configs) {
400         eval {
401             my $v0 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br0/bridge/$sysname");
402             my $v1 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname");
403             if ($v0 ne $v1) {
404                  PVE::ProcFSTools::write_proc_entry("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname", $v0);
405             }
406         };
407         warn $@ if $@;
408     }
409 }
410
411 sub activate_bridge_vlan_slave {
412     my ($bridgevlan, $iface, $tag) = @_;
413     my $ifacevlan = "${iface}.$tag";
414         
415     # create vlan on $iface is not already exist
416     if (! -d "/sys/class/net/$ifacevlan") {
417         system("/sbin/ip link add link $iface name ${iface}.${tag} type vlan id $tag") == 0 ||
418             die "can't add vlan tag $tag to interface $iface\n";
419     }
420
421     # be sure to have the $ifacevlan up
422     &$activate_interface($ifacevlan);
423
424     # test if $vlaniface is already enslaved in another bridge
425     my $path= "/sys/class/net/$ifacevlan/brport/bridge";
426     if (-l $path) {
427         my $tbridge = basename(readlink($path));
428         if ($tbridge ne $bridgevlan) {
429             die "interface $ifacevlan already exist in bridge $tbridge\n";
430         } else {
431             # Port already attached to bridge: do nothing.
432             return;
433         }
434     }
435
436     # add $ifacevlan to the bridge
437     &$bridge_add_interface($bridgevlan, $ifacevlan);
438 }
439
440 sub activate_bridge_vlan {
441     my ($bridge, $tag_param) = @_;
442
443     die "bridge '$bridge' is not active\n" if ! -d "/sys/class/net/$bridge";
444
445     return $bridge if !defined($tag_param); # no vlan, simply return
446
447     my $tag = int($tag_param);
448
449     die "got strange vlan tag '$tag_param'\n" if $tag < 1 || $tag > 4094;
450
451     my $bridgevlan = "${bridge}v$tag";
452
453     my @ifaces = ();
454     my $dir = "/sys/class/net/$bridge/brif";
455     PVE::Tools::dir_glob_foreach($dir, '(((eth|bond)\d+|en[^.]+)(\.\d+)?)', sub {
456         push @ifaces, $_[0];
457     });
458
459     die "no physical interface on bridge '$bridge'\n" if scalar(@ifaces) == 0;
460
461     # add bridgevlan if it doesn't already exist
462     if (! -d "/sys/class/net/$bridgevlan") {
463         system("/sbin/brctl addbr $bridgevlan") == 0 ||
464             die "can't add bridge $bridgevlan\n";
465     }
466
467     # for each physical interface (eth or bridge) bind them to bridge vlan
468     foreach my $iface (@ifaces) {
469         activate_bridge_vlan_slave($bridgevlan, $iface, $tag);
470     }
471
472     #fixme: set other bridge flags
473
474     # be sure to have the bridge up
475     system("/sbin/ip link set $bridgevlan up") == 0 ||
476         die "can't up bridge $bridgevlan\n";
477    
478     return $bridgevlan;
479 }
480
481 sub tcp_ping {
482     my ($host, $port, $timeout) = @_;
483
484     my $refused = 1;
485
486     $timeout = 3 if !$timeout; # sane default
487     if (!$port) {
488         # Net::Ping defaults to the echo port
489         $port = 7;
490     } else {
491         # Net::Ping's port_number() implies service_check(1)
492         $refused = 0;
493     }
494
495     my ($sock, $result);
496     eval {
497         $result = PVE::Tools::run_with_timeout($timeout, sub {
498             $sock = IO::Socket::IP->new(PeerHost => $host, PeerPort => $port, Type => SOCK_STREAM);
499             $result = $refused if $! == ECONNREFUSED;
500         });
501     };
502     if ($sock) {
503         $sock->close();
504         $result = 1;
505     }
506     return $result;
507 }
508
509 sub IP_from_cidr {
510     my ($cidr, $version) = @_;
511
512     return if $cidr !~ m!^(\S+?)/(\S+)$!;
513     my ($ip, $prefix) = ($1, $2);
514
515     my $ipobj = Net::IP->new($ip, $version);
516     return if !$ipobj;
517
518     $version = $ipobj->version();
519
520     my $binmask = Net::IP::ip_get_mask($prefix, $version);
521     return if !$binmask;
522
523     my $masked_binip = $ipobj->binip() & $binmask;
524     my $masked_ip = Net::IP::ip_bintoip($masked_binip, $version);
525     return Net::IP->new("$masked_ip/$prefix");
526 }
527
528 sub is_ip_in_cidr {
529     my ($ip, $cidr, $version) = @_;
530
531     my $cidr_obj = IP_from_cidr($cidr, $version);
532     return undef if !$cidr_obj;
533
534     my $ip_obj = Net::IP->new($ip, $version);
535     return undef if !$ip_obj;
536
537     return $cidr_obj->overlaps($ip_obj) == $Net::IP::IP_B_IN_A_OVERLAP;
538 }
539
540 # struct ifreq { // FOR SIOCGIFFLAGS:
541 #   char ifrn_name[IFNAMSIZ]
542 #   short ifru_flags
543 # };
544 my $STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS = 'Z' . IFNAMSIZ . 's1';
545 sub get_active_interfaces {
546     # Use the interface name list from /proc/net/dev
547     open my $fh, '<', '/proc/net/dev'
548         or die "failed to open /proc/net/dev: $!\n";
549     # And filter by IFF_UP flag fetched via a PF_INET6 socket ioctl:
550     my $sock;
551     socket($sock, PF_INET6, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP)
552     or socket($sock, PF_INET, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP)
553     or return [];
554
555     my $ifaces = [];
556     while(defined(my $line = <$fh>)) {
557         next if $line !~ /^\s*([^:\s]+):/;
558         my $ifname = $1;
559         my $ifreq = pack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifname, 0);
560         if (!defined(ioctl($sock, SIOCGIFFLAGS, $ifreq))) {
561             warn "failed to get interface flags for: $ifname\n";
562             next;
563         }
564         my ($name, $flags) = unpack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifreq);
565         push @$ifaces, $ifname if ($flags & IFF_UP);
566     }
567     close $fh;
568     close $sock;
569     return $ifaces;
570 }
571
572 1;