d918d7134b8514a0ecfcd6ad88db765c7e22df9b
[sliver-openvswitch.git] / ofproto / in-band.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010 Nicira Networks.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "in-band.h"
19 #include <arpa/inet.h>
20 #include <errno.h>
21 #include <inttypes.h>
22 #include <net/if.h>
23 #include <string.h>
24 #include <stdlib.h>
25 #include "dhcp.h"
26 #include "dpif.h"
27 #include "flow.h"
28 #include "mac-learning.h"
29 #include "netdev.h"
30 #include "odp-util.h"
31 #include "ofp-print.h"
32 #include "ofproto.h"
33 #include "ofpbuf.h"
34 #include "openflow/openflow.h"
35 #include "openvswitch/datapath-protocol.h"
36 #include "packets.h"
37 #include "poll-loop.h"
38 #include "rconn.h"
39 #include "status.h"
40 #include "timeval.h"
41 #include "vconn.h"
42
43 #define THIS_MODULE VLM_in_band
44 #include "vlog.h"
45
46 /* In-band control allows a single network to be used for OpenFlow
47  * traffic and other data traffic.  Refer to ovs-vswitchd.conf(5) and 
48  * secchan(8) for a description of configuring in-band control.
49  *
50  * This comment is an attempt to describe how in-band control works at a
51  * wire- and implementation-level.  Correctly implementing in-band
52  * control has proven difficult due to its many subtleties, and has thus
53  * gone through many iterations.  Please read through and understand the
54  * reasoning behind the chosen rules before making modifications.
55  *
56  * In Open vSwitch, in-band control is implemented as "hidden" flows (in
57  * that they are not visible through OpenFlow) and at a higher priority
58  * than wildcarded flows can be set up by the controller.  This is done
59  * so that the controller cannot interfere with them and possibly break 
60  * connectivity with its switches.  It is possible to see all flows, 
61  * including in-band ones, with the ovs-appctl "bridge/dump-flows" 
62  * command.
63  *
64  * The following rules are always enabled with the "normal" action by a 
65  * switch with in-band control:
66  *
67  *    a. DHCP requests sent from the local port.
68  *    b. ARP replies to the local port's MAC address.
69  *    c. ARP requests from the local port's MAC address.
70  *    d. ARP replies to the remote side's MAC address.  Note that the 
71  *       remote side is either the controller or the gateway to reach 
72  *       the controller.
73  *    e. ARP requests from the remote side's MAC address.  Note that
74  *       like (d), the MAC is either for the controller or gateway.
75  *    f. ARP replies containing the controller's IP address as a target.
76  *    g. ARP requests containing the controller's IP address as a source.
77  *    h. OpenFlow (6633/tcp) traffic to the controller's IP.
78  *    i. OpenFlow (6633/tcp) traffic from the controller's IP.
79  *
80  * The goal of these rules is to be as narrow as possible to allow a
81  * switch to join a network and be able to communicate with a
82  * controller.  As mentioned earlier, these rules have higher priority
83  * than the controller's rules, so if they are too broad, they may 
84  * prevent the controller from implementing its policy.  As such,
85  * in-band actively monitors some aspects of flow and packet processing
86  * so that the rules can be made more precise.
87  *
88  * In-band control monitors attempts to add flows into the datapath that
89  * could interfere with its duties.  The datapath only allows exact
90  * match entries, so in-band control is able to be very precise about
91  * the flows it prevents.  Flows that miss in the datapath are sent to
92  * userspace to be processed, so preventing these flows from being
93  * cached in the "fast path" does not affect correctness.  The only type 
94  * of flow that is currently prevented is one that would prevent DHCP 
95  * replies from being seen by the local port.  For example, a rule that 
96  * forwarded all DHCP traffic to the controller would not be allowed, 
97  * but one that forwarded to all ports (including the local port) would.
98  *
99  * As mentioned earlier, packets that miss in the datapath are sent to
100  * the userspace for processing.  The userspace has its own flow table,
101  * the "classifier", so in-band checks whether any special processing 
102  * is needed before the classifier is consulted.  If a packet is a DHCP 
103  * response to a request from the local port, the packet is forwarded to 
104  * the local port, regardless of the flow table.  Note that this requires 
105  * L7 processing of DHCP replies to determine whether the 'chaddr' field 
106  * matches the MAC address of the local port.
107  *
108  * It is interesting to note that for an L3-based in-band control
109  * mechanism, the majority of rules are devoted to ARP traffic.  At first 
110  * glance, some of these rules appear redundant.  However, each serves an 
111  * important role.  First, in order to determine the MAC address of the 
112  * remote side (controller or gateway) for other ARP rules, we must allow 
113  * ARP traffic for our local port with rules (b) and (c).  If we are 
114  * between a switch and its connection to the controller, we have to 
115  * allow the other switch's ARP traffic to through.  This is done with 
116  * rules (d) and (e), since we do not know the addresses of the other
117  * switches a priori, but do know the controller's or gateway's.  Finally, 
118  * if the controller is running in a local guest VM that is not reached 
119  * through the local port, the switch that is connected to the VM must 
120  * allow ARP traffic based on the controller's IP address, since it will 
121  * not know the MAC address of the local port that is sending the traffic 
122  * or the MAC address of the controller in the guest VM.
123  *
124  * With a few notable exceptions below, in-band should work in most
125  * network setups.  The following are considered "supported' in the
126  * current implementation: 
127  *
128  *    - Locally Connected.  The switch and controller are on the same
129  *      subnet.  This uses rules (a), (b), (c), (h), and (i).
130  *
131  *    - Reached through Gateway.  The switch and controller are on
132  *      different subnets and must go through a gateway.  This uses
133  *      rules (a), (b), (c), (h), and (i).
134  *
135  *    - Between Switch and Controller.  This switch is between another
136  *      switch and the controller, and we want to allow the other
137  *      switch's traffic through.  This uses rules (d), (e), (h), and
138  *      (i).  It uses (b) and (c) indirectly in order to know the MAC
139  *      address for rules (d) and (e).  Note that DHCP for the other
140  *      switch will not work unless the controller explicitly lets this 
141  *      switch pass the traffic.
142  *
143  *    - Between Switch and Gateway.  This switch is between another
144  *      switch and the gateway, and we want to allow the other switch's
145  *      traffic through.  This uses the same rules and logic as the
146  *      "Between Switch and Controller" configuration described earlier.
147  *
148  *    - Controller on Local VM.  The controller is a guest VM on the
149  *      system running in-band control.  This uses rules (a), (b), (c), 
150  *      (h), and (i).
151  *
152  *    - Controller on Local VM with Different Networks.  The controller
153  *      is a guest VM on the system running in-band control, but the
154  *      local port is not used to connect to the controller.  For
155  *      example, an IP address is configured on eth0 of the switch.  The
156  *      controller's VM is connected through eth1 of the switch, but an
157  *      IP address has not been configured for that port on the switch.
158  *      As such, the switch will use eth0 to connect to the controller,
159  *      and eth1's rules about the local port will not work.  In the
160  *      example, the switch attached to eth0 would use rules (a), (b), 
161  *      (c), (h), and (i) on eth0.  The switch attached to eth1 would use 
162  *      rules (f), (g), (h), and (i).
163  *
164  * The following are explicitly *not* supported by in-band control:
165  *
166  *    - Specify Controller by Name.  Currently, the controller must be 
167  *      identified by IP address.  A naive approach would be to permit
168  *      all DNS traffic.  Unfortunately, this would prevent the
169  *      controller from defining any policy over DNS.  Since switches
170  *      that are located behind us need to connect to the controller, 
171  *      in-band cannot simply add a rule that allows DNS traffic from
172  *      the local port.  The "correct" way to support this is to parse
173  *      DNS requests to allow all traffic related to a request for the
174  *      controller's name through.  Due to the potential security
175  *      problems and amount of processing, we decided to hold off for
176  *      the time-being.
177  *
178  *    - Differing Controllers for Switches.  All switches must know
179  *      the L3 addresses for all the controllers that other switches 
180  *      may use, since rules need to be set up to allow traffic related
181  *      to those controllers through.  See rules (f), (g), (h), and (i).
182  *
183  *    - Differing Routes for Switches.  In order for the switch to 
184  *      allow other switches to connect to a controller through a 
185  *      gateway, it allows the gateway's traffic through with rules (d)
186  *      and (e).  If the routes to the controller differ for the two
187  *      switches, we will not know the MAC address of the alternate 
188  *      gateway.
189  */
190
191 /* Priorities used in classifier for in-band rules.  These values are higher
192  * than any that may be set with OpenFlow, and "18" kind of looks like "IB".
193  * The ordering of priorities is not important because all of the rules set up
194  * by in-band control have the same action.  The only reason to use more than
195  * one priority is to make the kind of flow easier to see during debugging. */
196 enum {
197     IBR_FROM_LOCAL_DHCP = 180000, /* (a) From local port, DHCP. */
198     IBR_TO_LOCAL_ARP,             /* (b) To local port, ARP. */
199     IBR_FROM_LOCAL_ARP,           /* (c) From local port, ARP. */
200     IBR_TO_REMOTE_ARP,            /* (d) To remote MAC, ARP. */
201     IBR_FROM_REMOTE_ARP,          /* (e) From remote MAC, ARP. */
202     IBR_TO_CTL_ARP,               /* (f) To controller IP, ARP. */
203     IBR_FROM_CTL_ARP,             /* (g) From controller IP, ARP. */
204     IBR_TO_CTL_OFP,               /* (h) To controller, OpenFlow port. */
205     IBR_FROM_CTL_OFP              /* (i) From controller, OpenFlow port. */
206 };
207
208 struct in_band_rule {
209     flow_t flow;
210     uint32_t wildcards;
211     unsigned int priority;
212 };
213
214 /* Track one remote IP and next hop information. */
215 struct in_band_remote {
216     struct rconn *rconn;              /* Connection to remote. */
217     uint32_t remote_ip;               /* Remote IP, 0 if unknown. */
218     uint8_t remote_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Next-hop MAC, all-zeros if unknown. */
219     uint8_t last_remote_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Previous nonzero next-hop MAC. */
220     struct netdev *remote_netdev; /* Device to send to next-hop MAC. */
221 };
222
223 struct in_band {
224     struct ofproto *ofproto;
225     struct status_category *ss_cat;
226
227     /* Remote information. */
228     time_t next_remote_refresh; /* Refresh timer. */
229     struct in_band_remote *remotes;
230     size_t n_remotes;
231
232     /* Local information. */
233     time_t next_local_refresh;       /* Refresh timer. */
234     uint8_t local_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Current MAC. */
235     struct netdev *local_netdev;     /* Local port's network device. */
236
237     /* Local and remote addresses that are installed as flows. */
238     uint8_t installed_local_mac[ETH_ADDR_LEN];
239     uint32_t *remote_ips;
240     uint32_t n_remote_ips;
241     uint8_t *remote_macs;
242     size_t n_remote_macs;
243 };
244
245 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 60);
246
247 static int
248 refresh_remote(struct in_band *ib, struct in_band_remote *r)
249 {
250     struct in_addr remote_inaddr;
251     struct in_addr next_hop_inaddr;
252     char *next_hop_dev;
253     int retval;
254
255     memset(r->remote_mac, 0, sizeof r->remote_mac);
256
257     /* Get remote IP address. */
258     r->remote_ip = rconn_get_remote_ip(r->rconn);
259     if (!r->remote_ip) {
260         /* No remote IP address means that this rconn is probably either
261          * configured for a non-IP based protocol (e.g. "unix:") or
262          * misconfigured entirely.  No point in refreshing quickly. */
263         return 10;
264     }
265
266     /* Find the next-hop IP address. */
267     remote_inaddr.s_addr = r->remote_ip;
268     retval = netdev_get_next_hop(ib->local_netdev, &remote_inaddr,
269                                  &next_hop_inaddr, &next_hop_dev);
270     if (retval) {
271         VLOG_WARN("cannot find route for controller ("IP_FMT"): %s",
272                   IP_ARGS(&r->remote_ip), strerror(retval));
273         return 1;
274     }
275     if (!next_hop_inaddr.s_addr) {
276         next_hop_inaddr.s_addr = remote_inaddr.s_addr;
277     }
278
279     /* Get the next-hop IP and network device. */
280     if (!r->remote_netdev
281         || strcmp(netdev_get_name(r->remote_netdev), next_hop_dev))
282     {
283         netdev_close(r->remote_netdev);
284
285         retval = netdev_open_default(next_hop_dev, &r->remote_netdev);
286         if (retval) {
287             VLOG_WARN_RL(&rl, "cannot open netdev %s (next hop "
288                          "to controller "IP_FMT"): %s",
289                          next_hop_dev, IP_ARGS(&r->remote_ip),
290                          strerror(retval));
291             free(next_hop_dev);
292             return 1;
293         }
294     }
295     free(next_hop_dev);
296
297     /* Look up the MAC address of the next-hop IP address. */
298     retval = netdev_arp_lookup(r->remote_netdev, next_hop_inaddr.s_addr,
299                                r->remote_mac);
300     if (retval) {
301         VLOG_DBG_RL(&rl, "cannot look up remote MAC address ("IP_FMT"): %s",
302                     IP_ARGS(&next_hop_inaddr.s_addr), strerror(retval));
303     }
304
305     /* If we don't have a MAC address, then refresh quickly, since we probably
306      * will get a MAC address soon (via ARP).  Otherwise, we can afford to wait
307      * a little while. */
308     return eth_addr_is_zero(r->remote_mac) ? 1 : 10;
309 }
310
311 static bool
312 refresh_remotes(struct in_band *ib)
313 {
314     struct in_band_remote *r;
315     bool any_changes;
316
317     if (time_now() < ib->next_remote_refresh) {
318         return false;
319     }
320
321     any_changes = false;
322     ib->next_remote_refresh = TIME_MAX;
323     for (r = ib->remotes; r < &ib->remotes[ib->n_remotes]; r++) {
324         uint8_t old_remote_mac[ETH_ADDR_LEN];
325         time_t next_refresh;
326
327         /* Save old MAC. */
328         memcpy(old_remote_mac, r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
329
330         /* Refresh remote information. */
331         next_refresh = refresh_remote(ib, r) + time_now();
332         ib->next_remote_refresh = MIN(ib->next_remote_refresh, next_refresh);
333
334         /* If the MAC changed, log the changes. */
335         if (!eth_addr_equals(r->remote_mac, old_remote_mac)) {
336             any_changes = true;
337             if (!eth_addr_is_zero(r->remote_mac)
338                 && !eth_addr_equals(r->last_remote_mac, r->remote_mac)) {
339                 VLOG_DBG("remote MAC address changed from "ETH_ADDR_FMT
340                          " to "ETH_ADDR_FMT,
341                          ETH_ADDR_ARGS(r->last_remote_mac),
342                          ETH_ADDR_ARGS(r->remote_mac));
343                 memcpy(r->last_remote_mac, r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
344             }
345         }
346     }
347
348     return any_changes;
349 }
350
351 /* Refreshes the MAC address of the local port into ib->local_mac, if it is due
352  * for a refresh.  Returns true if anything changed, otherwise false.  */
353 static bool
354 refresh_local(struct in_band *ib)
355 {
356     uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
357     time_t now;
358
359     now = time_now();
360     if (now < ib->next_local_refresh) {
361         return false;
362     }
363     ib->next_local_refresh = now + 1;
364
365     if (netdev_get_etheraddr(ib->local_netdev, ea)
366         || eth_addr_equals(ea, ib->local_mac)) {
367         return false;
368     }
369
370     memcpy(ib->local_mac, ea, ETH_ADDR_LEN);
371     return true;
372 }
373
374 static void
375 in_band_status_cb(struct status_reply *sr, void *in_band_)
376 {
377     struct in_band *in_band = in_band_;
378
379     if (!eth_addr_is_zero(in_band->local_mac)) {
380         status_reply_put(sr, "local-mac="ETH_ADDR_FMT,
381                          ETH_ADDR_ARGS(in_band->local_mac));
382     }
383
384     if (in_band->n_remotes
385         && !eth_addr_is_zero(in_band->remotes[0].remote_mac)) {
386         status_reply_put(sr, "remote-mac="ETH_ADDR_FMT,
387                          ETH_ADDR_ARGS(in_band->remotes[0].remote_mac));
388     }
389 }
390
391 /* Returns true if 'packet' should be sent to the local port regardless
392  * of the flow table. */ 
393 bool
394 in_band_msg_in_hook(struct in_band *in_band, const flow_t *flow, 
395                     const struct ofpbuf *packet)
396 {
397     if (!in_band) {
398         return false;
399     }
400
401     /* Regardless of how the flow table is configured, we want to be
402      * able to see replies to our DHCP requests. */
403     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
404             && flow->nw_proto == IP_TYPE_UDP
405             && flow->tp_src == htons(DHCP_SERVER_PORT)
406             && flow->tp_dst == htons(DHCP_CLIENT_PORT)
407             && packet->l7) {
408         struct dhcp_header *dhcp;
409
410         dhcp = ofpbuf_at(packet, (char *)packet->l7 - (char *)packet->data,
411                          sizeof *dhcp);
412         if (!dhcp) {
413             return false;
414         }
415
416         refresh_local(in_band);
417         if (!eth_addr_is_zero(in_band->local_mac)
418             && eth_addr_equals(dhcp->chaddr, in_band->local_mac)) {
419             return true;
420         }
421     }
422
423     return false;
424 }
425
426 /* Returns true if the rule that would match 'flow' with 'actions' is 
427  * allowed to be set up in the datapath. */
428 bool
429 in_band_rule_check(struct in_band *in_band, const flow_t *flow,
430                    const struct odp_actions *actions)
431 {
432     if (!in_band) {
433         return true;
434     }
435
436     /* Don't allow flows that would prevent DHCP replies from being seen
437      * by the local port. */
438     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
439             && flow->nw_proto == IP_TYPE_UDP
440             && flow->tp_src == htons(DHCP_SERVER_PORT) 
441             && flow->tp_dst == htons(DHCP_CLIENT_PORT)) {
442         int i;
443
444         for (i=0; i<actions->n_actions; i++) {
445             if (actions->actions[i].output.type == ODPAT_OUTPUT 
446                     && actions->actions[i].output.port == ODPP_LOCAL) {
447                 return true;
448             }   
449         }
450         return false;
451     }
452
453     return true;
454 }
455
456 static void
457 init_rule(struct in_band_rule *rule, unsigned int priority)
458 {
459     rule->wildcards = OVSFW_ALL;
460     rule->priority = priority;
461
462     /* Not strictly necessary but seems cleaner. */
463     memset(&rule->flow, 0, sizeof rule->flow);
464 }
465
466 static void
467 set_in_port(struct in_band_rule *rule, uint16_t odp_port)
468 {
469     rule->wildcards &= ~OFPFW_IN_PORT;
470     rule->flow.in_port = odp_port;
471 }
472
473 static void
474 set_dl_type(struct in_band_rule *rule, uint16_t dl_type)
475 {
476     rule->wildcards &= ~OFPFW_DL_TYPE;
477     rule->flow.dl_type = htons(dl_type);
478 }
479
480 static void
481 set_dl_src(struct in_band_rule *rule, const uint8_t dl_src[ETH_ADDR_LEN])
482 {
483     rule->wildcards &= ~OFPFW_DL_SRC;
484     memcpy(rule->flow.dl_src, dl_src, ETH_ADDR_LEN);
485 }
486
487 static void
488 set_dl_dst(struct in_band_rule *rule, const uint8_t dl_dst[ETH_ADDR_LEN])
489 {
490     rule->wildcards &= ~OFPFW_DL_DST;
491     memcpy(rule->flow.dl_dst, dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
492 }
493
494 static void
495 set_tp_src(struct in_band_rule *rule, uint16_t tp_src)
496 {
497     rule->wildcards &= ~OFPFW_TP_SRC;
498     rule->flow.tp_src = htons(tp_src);
499 }
500
501 static void
502 set_tp_dst(struct in_band_rule *rule, uint16_t tp_dst)
503 {
504     rule->wildcards &= ~OFPFW_TP_DST;
505     rule->flow.tp_dst = htons(tp_dst);
506 }
507
508 static void
509 set_nw_proto(struct in_band_rule *rule, uint8_t nw_proto)
510 {
511     rule->wildcards &= ~OFPFW_NW_PROTO;
512     rule->flow.nw_proto = nw_proto;
513 }
514
515 static void
516 set_nw_src(struct in_band_rule *rule, uint32_t nw_src)
517 {
518     rule->wildcards &= ~OFPFW_NW_SRC_MASK;
519     rule->flow.nw_src = nw_src;
520 }
521
522 static void
523 set_nw_dst(struct in_band_rule *rule, uint32_t nw_dst)
524 {
525     rule->wildcards &= ~OFPFW_NW_DST_MASK;
526     rule->flow.nw_dst = nw_dst;
527 }
528
529 static void
530 make_rules(struct in_band *ib,
531            void (*cb)(struct in_band *, const struct in_band_rule *))
532 {
533     struct in_band_rule rule;
534     size_t i;
535
536     if (!eth_addr_is_zero(ib->installed_local_mac)) {
537         /* Allow DHCP requests to be sent from the local port. */
538         init_rule(&rule, IBR_FROM_LOCAL_DHCP);
539         set_in_port(&rule, ODPP_LOCAL);
540         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_IP);
541         set_dl_src(&rule, ib->installed_local_mac);
542         set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_UDP);
543         set_tp_src(&rule, DHCP_CLIENT_PORT);
544         set_tp_dst(&rule, DHCP_SERVER_PORT);
545         cb(ib, &rule);
546
547         /* Allow the connection's interface to receive directed ARP traffic. */
548         init_rule(&rule, IBR_TO_LOCAL_ARP);
549         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_ARP);
550         set_dl_dst(&rule, ib->installed_local_mac);
551         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
552         cb(ib, &rule);
553
554         /* Allow the connection's interface to be the source of ARP traffic. */
555         init_rule(&rule, IBR_FROM_LOCAL_ARP);
556         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_ARP);
557         set_dl_src(&rule, ib->installed_local_mac);
558         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
559         cb(ib, &rule);
560     }
561
562     for (i = 0; i < ib->n_remote_macs; i++) {
563         const uint8_t *remote_mac = &ib->remote_macs[i * ETH_ADDR_LEN];
564
565         if (i > 0) {
566             const uint8_t *prev_mac = &ib->remote_macs[(i - 1) * ETH_ADDR_LEN];
567             if (eth_addr_equals(remote_mac, prev_mac)) {
568                 /* Skip duplicates. */
569                 continue;
570             }
571         }
572
573         /* Allow ARP replies to the remote side's MAC. */
574         init_rule(&rule, IBR_TO_REMOTE_ARP);
575         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_ARP);
576         set_dl_dst(&rule, remote_mac);
577         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
578         cb(ib, &rule);
579
580         /* Allow ARP requests from the remote side's MAC. */
581         init_rule(&rule, IBR_FROM_REMOTE_ARP);
582         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_ARP);
583         set_dl_src(&rule, remote_mac);
584         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
585         cb(ib, &rule);
586     }
587
588     for (i = 0; i < ib->n_remote_ips; i++) {
589         uint32_t remote_ip = ib->remote_ips[i];
590
591         if (i > 0 && ib->remote_ips[i - 1] == remote_ip) {
592             /* Skip duplicates. */
593             continue;
594         }
595
596         /* Allow ARP replies to the controller's IP. */
597         init_rule(&rule, IBR_TO_CTL_ARP);
598         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_ARP);
599         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
600         set_nw_dst(&rule, remote_ip);
601         cb(ib, &rule);
602
603         /* Allow ARP requests from the controller's IP. */
604         init_rule(&rule, IBR_FROM_CTL_ARP);
605         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_ARP);
606         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
607         set_nw_src(&rule, remote_ip);
608         cb(ib, &rule);
609
610         /* OpenFlow traffic to the controller. */
611         init_rule(&rule, IBR_TO_CTL_OFP);
612         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_IP);
613         set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_TCP);
614         set_nw_dst(&rule, remote_ip);
615         set_tp_dst(&rule, OFP_TCP_PORT);
616         cb(ib, &rule);
617
618         /* OpenFlow traffic from the controller. */
619         init_rule(&rule, IBR_FROM_CTL_OFP);
620         set_dl_type(&rule, ETH_TYPE_IP);
621         set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_TCP);
622         set_nw_src(&rule, remote_ip);
623         set_tp_src(&rule, OFP_TCP_PORT);
624         cb(ib, &rule);
625     }
626 }
627
628 static void
629 clear_rules(struct in_band *ib)
630 {
631     memset(ib->installed_local_mac, 0, sizeof ib->installed_local_mac);
632
633     free(ib->remote_ips);
634     ib->remote_ips = NULL;
635     ib->n_remote_ips = 0;
636
637     free(ib->remote_macs);
638     ib->remote_macs = NULL;
639     ib->n_remote_macs = 0;
640 }
641
642 static void
643 drop_rule(struct in_band *ib, const struct in_band_rule *rule)
644 {
645     ofproto_delete_flow(ib->ofproto, &rule->flow,
646                         rule->wildcards, rule->priority);
647 }
648
649 static void
650 drop_rules(struct in_band *ib)
651 {
652     make_rules(ib, drop_rule);
653     clear_rules(ib);
654 }
655
656 static void
657 add_rule(struct in_band *ib, const struct in_band_rule *rule)
658 {
659     union ofp_action action;
660
661     action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
662     action.output.len = htons(sizeof action);
663     action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
664     action.output.max_len = htons(0);
665     ofproto_add_flow(ib->ofproto, &rule->flow, rule->wildcards,
666                      rule->priority, &action, 1, 0);
667 }
668
669 static void
670 add_rules(struct in_band *ib)
671 {
672     make_rules(ib, add_rule);
673 }
674
675 static int
676 compare_ips(const void *a, const void *b)
677 {
678     return memcmp(a, b, sizeof(uint32_t));
679 }
680
681 static int
682 compare_macs(const void *a, const void *b)
683 {
684     return memcmp(a, b, ETH_ADDR_LEN);
685 }
686
687 void
688 in_band_run(struct in_band *ib)
689 {
690     struct in_band_remote *r;
691     bool local_change, remote_change;
692
693     local_change = refresh_local(ib);
694     remote_change = refresh_remotes(ib);
695     if (!local_change && !remote_change) {
696         /* Nothing changed, nothing to do. */
697         return;
698     }
699
700     /* Drop old rules. */
701     drop_rules(ib);
702
703     /* Figure out new rules. */
704     memcpy(ib->installed_local_mac, ib->local_mac, ETH_ADDR_LEN);
705     ib->remote_ips = xmalloc(ib->n_remotes * sizeof *ib->remote_ips);
706     ib->n_remote_ips = 0;
707     ib->remote_macs = xmalloc(ib->n_remotes * ETH_ADDR_LEN);
708     ib->n_remote_macs = 0;
709     for (r = ib->remotes; r < &ib->remotes[ib->n_remotes]; r++) {
710         if (r->remote_ip) {
711             ib->remote_ips[ib->n_remote_ips++] = r->remote_ip;
712         }
713         if (!eth_addr_is_zero(r->remote_mac)) {
714             memcpy(&ib->remote_macs[ib->n_remote_macs * ETH_ADDR_LEN],
715                    r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
716             ib->n_remote_macs++;
717         }
718     }
719
720     /* Sort, to allow make_rules() to easily skip duplicates. */
721     qsort(ib->remote_ips, ib->n_remote_ips, sizeof *ib->remote_ips,
722           compare_ips);
723     qsort(ib->remote_macs, ib->n_remote_macs, ETH_ADDR_LEN, compare_macs);
724
725     /* Add new rules. */
726     add_rules(ib);
727 }
728
729 void
730 in_band_wait(struct in_band *in_band)
731 {
732     time_t now = time_now();
733     time_t wakeup 
734             = MIN(in_band->next_remote_refresh, in_band->next_local_refresh);
735     if (wakeup > now) {
736         poll_timer_wait((wakeup - now) * 1000);
737     } else {
738         poll_immediate_wake();
739     }
740 }
741
742 /* ofproto has flushed all flows from the flow table and it is calling us back
743  * to allow us to reinstall the ones that are important to us. */
744 void
745 in_band_flushed(struct in_band *in_band)
746 {
747     add_rules(in_band);
748 }
749
750 int
751 in_band_create(struct ofproto *ofproto, struct dpif *dpif,
752                struct switch_status *ss, struct in_band **in_bandp)
753 {
754     struct in_band *in_band;
755     char local_name[IF_NAMESIZE];
756     struct netdev *local_netdev;
757     int error;
758
759     error = dpif_port_get_name(dpif, ODPP_LOCAL,
760                                local_name, sizeof local_name);
761     if (error) {
762         VLOG_ERR("failed to initialize in-band control: cannot get name "
763                  "of datapath local port (%s)", strerror(error));
764         return error;
765     }
766
767     error = netdev_open_default(local_name, &local_netdev);
768     if (error) {
769         VLOG_ERR("failed to initialize in-band control: cannot open "
770                  "datapath local port %s (%s)", local_name, strerror(error));
771         return error;
772     }
773
774     in_band = xzalloc(sizeof *in_band);
775     in_band->ofproto = ofproto;
776     in_band->ss_cat = switch_status_register(ss, "in-band",
777                                              in_band_status_cb, in_band);
778     in_band->next_remote_refresh = TIME_MIN;
779     in_band->next_local_refresh = TIME_MIN;
780     in_band->local_netdev = local_netdev;
781
782     *in_bandp = in_band;
783
784     return 0;
785 }
786
787 void
788 in_band_destroy(struct in_band *ib)
789 {
790     if (ib) {
791         drop_rules(ib);
792         in_band_set_remotes(ib, NULL, 0);
793         switch_status_unregister(ib->ss_cat);
794         netdev_close(ib->local_netdev);
795         free(ib);
796     }
797 }
798
799 void
800 in_band_set_remotes(struct in_band *ib, struct rconn **remotes, size_t n)
801 {
802     size_t i;
803
804     /* Optimize the case where the rconns are the same as last time. */
805     if (n == ib->n_remotes) {
806         for (i = 0; i < n; i++) {
807             if (ib->remotes[i].rconn != remotes[i]) {
808                 goto different;
809             }
810         }
811         return;
812
813     different:;
814     }
815
816     for (i = 0; i < ib->n_remotes; i++) {
817         /* We don't own the rconn. */
818         netdev_close(ib->remotes[i].remote_netdev);
819     }
820     free(ib->remotes);
821
822     ib->next_remote_refresh = TIME_MIN;
823     ib->remotes = n ? xzalloc(n * sizeof *ib->remotes) : 0;
824     ib->n_remotes = n;
825     for (i = 0; i < n; i++) {
826         ib->remotes[i].rconn = remotes[i];
827     }
828 }