Fix #882: active state of interfaces depends on ipv6
[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 require "sys/ioctl.ph";
15 use Socket qw(IPPROTO_IP);
16
17 use constant IFF_UP => 1;
18 use constant IFNAMSIZ => 16;
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     system("/sbin/tc class del dev $iface parent 1: classid 1:1 >/dev/null 2>&1");
80     system("/sbin/tc filter del dev $iface parent ffff: protocol all pref 50 u32 >/dev/null 2>&1");
81     system("/sbin/tc qdisc del dev $iface ingress >/dev/null 2>&1");
82     system("/sbin/tc qdisc del dev $iface root >/dev/null 2>&1");
83
84     return if !$rate;
85
86     # tbf does not work for unknown reason
87     #$TC qdisc add dev $DEV root tbf rate $RATE latency 100ms burst $BURST
88     # so we use htb instead
89     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface root handle 1: htb default 1");
90     run_command("/sbin/tc class add dev $iface parent 1: classid 1:1 " .
91                 "htb rate ${rate}bps burst ${burst}b");
92
93     run_command("/sbin/tc qdisc add dev $iface handle ffff: ingress");
94     run_command("/sbin/tc filter add dev $iface parent ffff: " .
95                 "protocol all prio 50 u32 match u32 0 0 " .
96                 "police rate ${rate}bps burst ${burst}b mtu 64kb " .
97                 "drop flowid :1");
98
99     if ($debug) {
100         print "DEBUG tc settings\n";
101         system("/sbin/tc qdisc ls dev $iface");
102         system("/sbin/tc class ls dev $iface");
103         system("/sbin/tc filter ls dev $iface parent ffff:");
104     }
105 }
106
107 sub tap_rate_limit {
108     my ($iface, $rate) = @_;
109
110     my $debug = 0;
111     $rate = int($rate*1024*1024);
112     my $burst = 1024*1024;
113
114     setup_tc_rate_limit($iface, $rate, $burst, $debug);
115 }
116
117 my $read_bridge_mtu = sub {
118     my ($bridge) = @_;
119
120     my $mtu = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/mtu");
121     die "bridge '$bridge' does not exist\n" if !$mtu;
122     # avoid insecure dependency;
123     die "unable to parse mtu value" if $mtu !~ /^(\d+)$/;
124     $mtu = int($1);
125
126     return $mtu;
127 };
128
129 my $parse_tap_device_name = sub {
130     my ($iface, $noerr) = @_;
131
132     my ($vmid, $devid);
133
134     if ($iface =~ m/^tap(\d+)i(\d+)$/) {
135         $vmid = $1;
136         $devid = $2;
137     } elsif ($iface =~ m/^veth(\d+)i(\d+)$/) {
138         $vmid = $1;
139         $devid = $2;
140     } else {
141         return undef if $noerr;
142         die "can't create firewall bridge for random interface name '$iface'\n";
143     }
144
145     return ($vmid, $devid);
146 };
147
148 my $compute_fwbr_names = sub {
149     my ($vmid, $devid) = @_;
150
151     my $fwbr = "fwbr${vmid}i${devid}";
152     # Note: the firewall use 'fwln+' to filter traffic to VMs
153     my $vethfw = "fwln${vmid}i${devid}";
154     my $vethfwpeer = "fwpr${vmid}p${devid}";
155     my $ovsintport = "fwln${vmid}o${devid}";
156
157     return ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport);
158 };
159
160 my $cond_create_bridge = sub {
161     my ($bridge) = @_;
162
163     if (! -d "/sys/class/net/$bridge") {
164         system("/sbin/brctl addbr $bridge") == 0 ||
165             die "can't add bridge '$bridge'\n";
166     }
167 };
168
169 my $bridge_add_interface = sub {
170     my ($bridge, $iface, $tag, $trunks) = @_;
171
172     system("/sbin/brctl addif $bridge $iface") == 0 ||
173         die "can't add interface 'iface' to bridge '$bridge'\n";
174
175    my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
176
177    if ($vlan_aware) {
178         if ($tag) {
179             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $tag pvid untagged") == 0 ||
180             die "unable to add vlan $tag to interface $iface\n";
181         } else {
182             system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid 2-4094") == 0 ||
183             die "unable to add default vlan tags to interface $iface\n" if !$trunks;
184         } 
185
186         if ($trunks) {
187             my @trunks_array = split /;/, $trunks;
188             foreach my $trunk (@trunks_array) { 
189                 system("/sbin/bridge vlan add dev $iface vid $trunk") == 0 ||
190                 die "unable to add vlan $trunk to interface $iface\n";
191             }
192         }
193    }
194 };
195
196 my $ovs_bridge_add_port = sub {
197     my ($bridge, $iface, $tag, $internal, $trunks) = @_;
198
199     $trunks =~ s/;/,/g if $trunks;
200
201     my $cmd = "/usr/bin/ovs-vsctl add-port $bridge $iface";
202     $cmd .= " tag=$tag" if $tag;
203     $cmd .= " trunks=". join(',', $trunks) if $trunks;
204     $cmd .= " vlan_mode=native-untagged" if $tag && $trunks;
205
206     $cmd .= " -- set Interface $iface type=internal" if $internal;
207     system($cmd) == 0 ||
208         die "can't add ovs port '$iface'\n";
209 };
210
211 my $activate_interface = sub {
212     my ($iface) = @_;
213
214     system("/sbin/ip link set $iface up") == 0 ||
215         die "can't activate interface '$iface'\n";
216 };
217
218 sub tap_create {
219     my ($iface, $bridge) = @_;
220
221     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
222
223     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
224
225     eval { 
226         PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $iface 0.0.0.0 promisc up mtu $bridgemtu");
227     };
228     die "interface activation failed\n" if $@;
229 }
230
231 sub veth_create {
232     my ($veth, $vethpeer, $bridge, $mac) = @_;
233
234     die "unable to get bridge setting\n" if !$bridge;
235
236     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
237
238     # create veth pair
239     if (! -d "/sys/class/net/$veth") {
240         my $cmd = "/sbin/ip link add name $veth type veth peer name $vethpeer mtu $bridgemtu";
241         $cmd .= " addr $mac" if $mac;
242         system($cmd) == 0 || die "can't create interface $veth\n";
243     }
244
245     # up vethpair
246     &$activate_interface($veth);
247     &$activate_interface($vethpeer);
248 }
249
250 sub veth_delete {
251     my ($veth) = @_;
252
253     if (-d "/sys/class/net/$veth") {
254         run_command("/sbin/ip link delete dev $veth", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
255     }
256
257 }
258
259 my $create_firewall_bridge_linux = sub {
260     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
261
262     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
263     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
264
265     &$cond_create_bridge($fwbr);
266     &$activate_interface($fwbr);
267
268     copy_bridge_config($bridge, $fwbr);
269     veth_create($vethfw, $vethfwpeer, $bridge);
270
271     &$bridge_add_interface($fwbr, $vethfw);
272     &$bridge_add_interface($bridge, $vethfwpeer, $tag, $trunks);
273
274     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
275 };
276
277 my $create_firewall_bridge_ovs = sub {
278     my ($iface, $bridge, $tag, $trunks) = @_;
279
280     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface);
281     my ($fwbr, undef, undef, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
282
283     my $bridgemtu = &$read_bridge_mtu($bridge);
284
285     &$cond_create_bridge($fwbr);
286     &$activate_interface($fwbr);
287
288     &$bridge_add_interface($fwbr, $iface);
289
290     &$ovs_bridge_add_port($bridge, $ovsintport, $tag, 1, $trunks);
291     &$activate_interface($ovsintport);
292
293     # set the same mtu for ovs int port
294     PVE::Tools::run_command("/sbin/ifconfig $ovsintport mtu $bridgemtu");
295     
296     &$bridge_add_interface($fwbr, $ovsintport);
297 };
298
299 my $cleanup_firewall_bridge = sub {
300     my ($iface) = @_;
301
302     my ($vmid, $devid) = &$parse_tap_device_name($iface, 1);
303     return if !defined($vmid);  
304     my ($fwbr, $vethfw, $vethfwpeer, $ovsintport) = &$compute_fwbr_names($vmid, $devid);
305
306     # cleanup old port config from any openvswitch bridge
307     if (-d "/sys/class/net/$ovsintport") {
308         run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $ovsintport", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
309     }
310
311     # delete old vethfw interface
312     veth_delete($vethfw);
313
314     # cleanup fwbr bridge
315     if (-d "/sys/class/net/$fwbr") {
316         run_command("/sbin/ip link set dev $fwbr down", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
317         run_command("/sbin/brctl delbr $fwbr", outfunc => sub {}, errfunc => sub {});
318     }
319 };
320
321 sub tap_plug {
322     my ($iface, $bridge, $tag, $firewall, $trunks) = @_;
323
324     #cleanup old port config from any openvswitch bridge
325     eval {run_command("/usr/bin/ovs-vsctl del-port $iface", outfunc => sub {}, errfunc => sub {}) };
326
327     if (-d "/sys/class/net/$bridge/bridge") {
328         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
329
330         my $vlan_aware = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$bridge/bridge/vlan_filtering");
331
332         if (!$vlan_aware) {
333             die "vlan aware feature need to be enabled to use trunks" if $trunks;
334             my $newbridge = activate_bridge_vlan($bridge, $tag);
335             copy_bridge_config($bridge, $newbridge) if $bridge ne $newbridge;
336             $bridge = $newbridge;
337             $tag = undef;
338         }
339
340         if ($firewall) {
341             &$create_firewall_bridge_linux($iface, $bridge, $tag, $trunks);
342         } else {
343             &$bridge_add_interface($bridge, $iface, $tag, $trunks);
344         }
345
346     } else {
347         &$cleanup_firewall_bridge($iface); # remove stale devices
348
349         if ($firewall) {
350             &$create_firewall_bridge_ovs($iface, $bridge, $tag, $trunks);
351         } else {
352             &$ovs_bridge_add_port($bridge, $iface, $tag, undef, $trunks);
353         }
354     }
355 }
356
357 sub tap_unplug {
358     my ($iface) = @_;
359
360     my $path= "/sys/class/net/$iface/brport/bridge";
361     if (-l $path) {
362         my $bridge = basename(readlink($path));
363         #avoid insecure dependency;
364         ($bridge) = $bridge =~ /(\S+)/;
365
366         system("/sbin/brctl delif $bridge $iface") == 0 ||
367             die "can't del interface '$iface' from bridge '$bridge'\n";
368
369     }
370     
371     &$cleanup_firewall_bridge($iface);
372 }
373
374 sub copy_bridge_config {
375     my ($br0, $br1) = @_;
376
377     return if $br0 eq $br1;
378
379     my $br_configs = [ 'ageing_time', 'stp_state', 'priority', 'forward_delay', 
380                        'hello_time', 'max_age', 'multicast_snooping', 'multicast_querier'];
381
382     foreach my $sysname (@$br_configs) {
383         eval {
384             my $v0 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br0/bridge/$sysname");
385             my $v1 = PVE::Tools::file_read_firstline("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname");
386             if ($v0 ne $v1) {
387                  PVE::ProcFSTools::write_proc_entry("/sys/class/net/$br1/bridge/$sysname", $v0);
388             }
389         };
390         warn $@ if $@;
391     }
392 }
393
394 sub activate_bridge_vlan_slave {
395     my ($bridgevlan, $iface, $tag) = @_;
396     my $ifacevlan = "${iface}.$tag";
397         
398     # create vlan on $iface is not already exist
399     if (! -d "/sys/class/net/$ifacevlan") {
400         system("/sbin/ip link add link $iface name ${iface}.${tag} type vlan id $tag") == 0 ||
401             die "can't add vlan tag $tag to interface $iface\n";
402     }
403
404     # be sure to have the $ifacevlan up
405     &$activate_interface($ifacevlan);
406
407     # test if $vlaniface is already enslaved in another bridge
408     my $path= "/sys/class/net/$ifacevlan/brport/bridge";
409     if (-l $path) {
410         my $tbridge = basename(readlink($path));
411         if ($tbridge ne $bridgevlan) {
412             die "interface $ifacevlan already exist in bridge $tbridge\n";
413         } else {
414             # Port already attached to bridge: do nothing.
415             return;
416         }
417     }
418
419     # add $ifacevlan to the bridge
420     &$bridge_add_interface($bridgevlan, $ifacevlan);
421 }
422
423 sub activate_bridge_vlan {
424     my ($bridge, $tag_param) = @_;
425
426     die "bridge '$bridge' is not active\n" if ! -d "/sys/class/net/$bridge";
427
428     return $bridge if !defined($tag_param); # no vlan, simply return
429
430     my $tag = int($tag_param);
431
432     die "got strange vlan tag '$tag_param'\n" if $tag < 1 || $tag > 4094;
433
434     my $bridgevlan = "${bridge}v$tag";
435
436     my @ifaces = ();
437     my $dir = "/sys/class/net/$bridge/brif";
438     PVE::Tools::dir_glob_foreach($dir, '((eth|bond)\d+(\.\d+)?)', sub {
439         push @ifaces, $_[0];
440     });
441
442     die "no physical interface on bridge '$bridge'\n" if scalar(@ifaces) == 0;
443
444     # add bridgevlan if it doesn't already exist
445     if (! -d "/sys/class/net/$bridgevlan") {
446         system("/sbin/brctl addbr $bridgevlan") == 0 ||
447             die "can't add bridge $bridgevlan\n";
448     }
449
450     # for each physical interface (eth or bridge) bind them to bridge vlan
451     foreach my $iface (@ifaces) {
452         activate_bridge_vlan_slave($bridgevlan, $iface, $tag);
453     }
454
455     #fixme: set other bridge flags
456
457     # be sure to have the bridge up
458     system("/sbin/ip link set $bridgevlan up") == 0 ||
459         die "can't up bridge $bridgevlan\n";
460    
461     return $bridgevlan;
462 }
463
464 sub tcp_ping {
465     my ($host, $port, $timeout) = @_;
466
467     my $refused = 1;
468
469     $timeout = 3 if !$timeout; # sane default
470     if (!$port) {
471         # Net::Ping defaults to the echo port
472         $port = 7;
473     } else {
474         # Net::Ping's port_number() implies service_check(1)
475         $refused = 0;
476     }
477
478     my ($sock, $result);
479     eval {
480         $result = PVE::Tools::run_with_timeout($timeout, sub {
481             $sock = IO::Socket::IP->new(PeerHost => $host, PeerPort => $port, Type => SOCK_STREAM);
482             $result = $refused if $! == ECONNREFUSED;
483         });
484     };
485     if ($sock) {
486         $sock->close();
487         $result = 1;
488     }
489     return $result;
490 }
491
492 sub IP_from_cidr {
493     my ($cidr, $version) = @_;
494
495     return if $cidr !~ m!^(\S+?)/(\S+)$!;
496     my ($ip, $prefix) = ($1, $2);
497
498     my $ipobj = Net::IP->new($ip, $version);
499     return if !$ipobj;
500
501     $version = $ipobj->version();
502
503     my $binmask = Net::IP::ip_get_mask($prefix, $version);
504     return if !$binmask;
505
506     my $masked_binip = $ipobj->binip() & $binmask;
507     my $masked_ip = Net::IP::ip_bintoip($masked_binip, $version);
508     return Net::IP->new("$masked_ip/$prefix");
509 }
510
511 sub is_ip_in_cidr {
512     my ($ip, $cidr, $version) = @_;
513
514     my $cidr_obj = IP_from_cidr($cidr, $version);
515     return undef if !$cidr_obj;
516
517     my $ip_obj = Net::IP->new($ip, $version);
518     return undef if !$ip_obj;
519
520     return $cidr_obj->overlaps($ip_obj) == $Net::IP::IP_B_IN_A_OVERLAP;
521 }
522
523 # struct ifreq { // FOR SIOCGIFFLAGS:
524 #   char ifrn_name[IFNAMSIZ]
525 #   short ifru_flags
526 # };
527 my $STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS = 'Z' . IFNAMSIZ . 's1';
528 sub get_active_interfaces {
529     # Use the interface name list from /proc/net/dev
530     open my $fh, '<', '/proc/net/dev'
531         or die "failed to open /proc/net/dev: $!\n";
532     # And filter by IFF_UP flag fetched via a PF_INET6 socket ioctl:
533     socket my $sock, PF_INET6, SOCK_DGRAM, &IPPROTO_IP
534         or die "failed to open socket\n";
535
536     my $ifaces = [];
537     while(defined(my $line = <$fh>)) {
538         next if $line !~ /^\s*([^:\s]+):/;
539         my $ifname = $1;
540         my $ifreq = pack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $1, 0);
541         if (!defined(ioctl($sock, &SIOCGIFFLAGS, $ifreq))) {
542             warn "failed to get interface flags for: $ifname\n";
543             next;
544         }
545         my ($name, $flags) = unpack($STRUCT_IFREQ_SIOCGIFFLAGS, $ifreq);
546         push @$ifaces, $1 if ($flags & IFF_UP);
547     }
548     close $fh;
549     close $sock;
550     return $ifaces;
551 }
552
553 1;