treewide: Remove trailing whitespace
[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 <sys/socket.h>
23 #include <net/if.h>
24 #include <string.h>
25 #include <stdlib.h>
26 #include "dhcp.h"
27 #include "dpif.h"
28 #include "flow.h"
29 #include "netdev.h"
30 #include "odp-util.h"
31 #include "ofproto.h"
32 #include "ofpbuf.h"
33 #include "openflow/openflow.h"
34 #include "packets.h"
35 #include "poll-loop.h"
36 #include "status.h"
37 #include "timeval.h"
38 #include "vlog.h"
39
40 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(in_band)
41
42 /* In-band control allows a single network to be used for OpenFlow
43  * traffic and other data traffic.  Refer to ovs-vswitchd.conf(5) and
44  * secchan(8) for a description of configuring in-band control.
45  *
46  * This comment is an attempt to describe how in-band control works at a
47  * wire- and implementation-level.  Correctly implementing in-band
48  * control has proven difficult due to its many subtleties, and has thus
49  * gone through many iterations.  Please read through and understand the
50  * reasoning behind the chosen rules before making modifications.
51  *
52  * In Open vSwitch, in-band control is implemented as "hidden" flows (in that
53  * they are not visible through OpenFlow) and at a higher priority than
54  * wildcarded flows can be set up by through OpenFlow.  This is done so that
55  * the OpenFlow controller cannot interfere with them and possibly break
56  * connectivity with its switches.  It is possible to see all flows, including
57  * in-band ones, with the ovs-appctl "bridge/dump-flows" command.
58  *
59  * The Open vSwitch implementation of in-band control can hide traffic to
60  * arbitrary "remotes", where each remote is one TCP port on one IP address.
61  * Currently the remotes are automatically configured as the in-band OpenFlow
62  * controllers plus the OVSDB managers, if any.  (The latter is a requirement
63  * because OVSDB managers are responsible for configuring OpenFlow controllers,
64  * so if the manager cannot be reached then OpenFlow cannot be reconfigured.)
65  *
66  * The following rules (with the OFPP_NORMAL action) are set up on any bridge
67  * that has any remotes:
68  *
69  *    (a) DHCP requests sent from the local port.
70  *    (b) ARP replies to the local port's MAC address.
71  *    (c) ARP requests from the local port's MAC address.
72  *
73  * In-band also sets up the following rules for each unique next-hop MAC
74  * address for the remotes' IPs (the "next hop" is either the remote
75  * itself, if it is on a local subnet, or the gateway to reach the remote):
76  *
77  *    (d) ARP replies to the next hop's MAC address.
78  *    (e) ARP requests from the next hop's MAC address.
79  *
80  * In-band also sets up the following rules for each unique remote IP address:
81  *
82  *    (f) ARP replies containing the remote's IP address as a target.
83  *    (g) ARP requests containing the remote's IP address as a source.
84  *
85  * In-band also sets up the following rules for each unique remote (IP,port)
86  * pair:
87  *
88  *    (h) TCP traffic to the remote's IP and port.
89  *    (i) TCP traffic from the remote's IP and port.
90  *
91  * The goal of these rules is to be as narrow as possible to allow a
92  * switch to join a network and be able to communicate with the
93  * remotes.  As mentioned earlier, these rules have higher priority
94  * than the controller's rules, so if they are too broad, they may
95  * prevent the controller from implementing its policy.  As such,
96  * in-band actively monitors some aspects of flow and packet processing
97  * so that the rules can be made more precise.
98  *
99  * In-band control monitors attempts to add flows into the datapath that
100  * could interfere with its duties.  The datapath only allows exact
101  * match entries, so in-band control is able to be very precise about
102  * the flows it prevents.  Flows that miss in the datapath are sent to
103  * userspace to be processed, so preventing these flows from being
104  * cached in the "fast path" does not affect correctness.  The only type
105  * of flow that is currently prevented is one that would prevent DHCP
106  * replies from being seen by the local port.  For example, a rule that
107  * forwarded all DHCP traffic to the controller would not be allowed,
108  * but one that forwarded to all ports (including the local port) would.
109  *
110  * As mentioned earlier, packets that miss in the datapath are sent to
111  * the userspace for processing.  The userspace has its own flow table,
112  * the "classifier", so in-band checks whether any special processing
113  * is needed before the classifier is consulted.  If a packet is a DHCP
114  * response to a request from the local port, the packet is forwarded to
115  * the local port, regardless of the flow table.  Note that this requires
116  * L7 processing of DHCP replies to determine whether the 'chaddr' field
117  * matches the MAC address of the local port.
118  *
119  * It is interesting to note that for an L3-based in-band control
120  * mechanism, the majority of rules are devoted to ARP traffic.  At first
121  * glance, some of these rules appear redundant.  However, each serves an
122  * important role.  First, in order to determine the MAC address of the
123  * remote side (controller or gateway) for other ARP rules, we must allow
124  * ARP traffic for our local port with rules (b) and (c).  If we are
125  * between a switch and its connection to the remote, we have to
126  * allow the other switch's ARP traffic to through.  This is done with
127  * rules (d) and (e), since we do not know the addresses of the other
128  * switches a priori, but do know the remote's or gateway's.  Finally,
129  * if the remote is running in a local guest VM that is not reached
130  * through the local port, the switch that is connected to the VM must
131  * allow ARP traffic based on the remote's IP address, since it will
132  * not know the MAC address of the local port that is sending the traffic
133  * or the MAC address of the remote in the guest VM.
134  *
135  * With a few notable exceptions below, in-band should work in most
136  * network setups.  The following are considered "supported' in the
137  * current implementation:
138  *
139  *    - Locally Connected.  The switch and remote are on the same
140  *      subnet.  This uses rules (a), (b), (c), (h), and (i).
141  *
142  *    - Reached through Gateway.  The switch and remote are on
143  *      different subnets and must go through a gateway.  This uses
144  *      rules (a), (b), (c), (h), and (i).
145  *
146  *    - Between Switch and Remote.  This switch is between another
147  *      switch and the remote, and we want to allow the other
148  *      switch's traffic through.  This uses rules (d), (e), (h), and
149  *      (i).  It uses (b) and (c) indirectly in order to know the MAC
150  *      address for rules (d) and (e).  Note that DHCP for the other
151  *      switch will not work unless an OpenFlow controller explicitly lets this
152  *      switch pass the traffic.
153  *
154  *    - Between Switch and Gateway.  This switch is between another
155  *      switch and the gateway, and we want to allow the other switch's
156  *      traffic through.  This uses the same rules and logic as the
157  *      "Between Switch and Remote" configuration described earlier.
158  *
159  *    - Remote on Local VM.  The remote is a guest VM on the
160  *      system running in-band control.  This uses rules (a), (b), (c),
161  *      (h), and (i).
162  *
163  *    - Remote on Local VM with Different Networks.  The remote
164  *      is a guest VM on the system running in-band control, but the
165  *      local port is not used to connect to the remote.  For
166  *      example, an IP address is configured on eth0 of the switch.  The
167  *      remote's VM is connected through eth1 of the switch, but an
168  *      IP address has not been configured for that port on the switch.
169  *      As such, the switch will use eth0 to connect to the remote,
170  *      and eth1's rules about the local port will not work.  In the
171  *      example, the switch attached to eth0 would use rules (a), (b),
172  *      (c), (h), and (i) on eth0.  The switch attached to eth1 would use
173  *      rules (f), (g), (h), and (i).
174  *
175  * The following are explicitly *not* supported by in-band control:
176  *
177  *    - Specify Remote by Name.  Currently, the remote must be
178  *      identified by IP address.  A naive approach would be to permit
179  *      all DNS traffic.  Unfortunately, this would prevent the
180  *      controller from defining any policy over DNS.  Since switches
181  *      that are located behind us need to connect to the remote,
182  *      in-band cannot simply add a rule that allows DNS traffic from
183  *      the local port.  The "correct" way to support this is to parse
184  *      DNS requests to allow all traffic related to a request for the
185  *      remote's name through.  Due to the potential security
186  *      problems and amount of processing, we decided to hold off for
187  *      the time-being.
188  *
189  *    - Differing Remotes for Switches.  All switches must know
190  *      the L3 addresses for all the remotes that other switches
191  *      may use, since rules need to be set up to allow traffic related
192  *      to those remotes through.  See rules (f), (g), (h), and (i).
193  *
194  *    - Differing Routes for Switches.  In order for the switch to
195  *      allow other switches to connect to a remote through a
196  *      gateway, it allows the gateway's traffic through with rules (d)
197  *      and (e).  If the routes to the remote differ for the two
198  *      switches, we will not know the MAC address of the alternate
199  *      gateway.
200  */
201
202 /* Priorities used in classifier for in-band rules.  These values are higher
203  * than any that may be set with OpenFlow, and "18" kind of looks like "IB".
204  * The ordering of priorities is not important because all of the rules set up
205  * by in-band control have the same action.  The only reason to use more than
206  * one priority is to make the kind of flow easier to see during debugging. */
207 enum {
208     /* One set per bridge. */
209     IBR_FROM_LOCAL_DHCP = 180000, /* (a) From local port, DHCP. */
210     IBR_TO_LOCAL_ARP,             /* (b) To local port, ARP. */
211     IBR_FROM_LOCAL_ARP,           /* (c) From local port, ARP. */
212
213     /* One set per unique next-hop MAC. */
214     IBR_TO_NEXT_HOP_ARP,          /* (d) To remote MAC, ARP. */
215     IBR_FROM_NEXT_HOP_ARP,        /* (e) From remote MAC, ARP. */
216
217     /* One set per unique remote IP address. */
218     IBR_TO_REMOTE_ARP,            /* (f) To remote IP, ARP. */
219     IBR_FROM_REMOTE_ARP,          /* (g) From remote IP, ARP. */
220
221     /* One set per unique remote (IP,port) pair. */
222     IBR_TO_REMOTE_TCP,            /* (h) To remote IP, TCP port. */
223     IBR_FROM_REMOTE_TCP           /* (i) From remote IP, TCP port. */
224 };
225
226 struct in_band_rule {
227     flow_t flow;
228     uint32_t wildcards;
229     unsigned int priority;
230 };
231
232 /* Track one remote IP and next hop information. */
233 struct in_band_remote {
234     struct sockaddr_in remote_addr; /* IP address, in network byte order. */
235     uint8_t remote_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Next-hop MAC, all-zeros if unknown. */
236     uint8_t last_remote_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Previous nonzero next-hop MAC. */
237     struct netdev *remote_netdev; /* Device to send to next-hop MAC. */
238 };
239
240 struct in_band {
241     struct ofproto *ofproto;
242     struct status_category *ss_cat;
243
244     /* Remote information. */
245     time_t next_remote_refresh; /* Refresh timer. */
246     struct in_band_remote *remotes;
247     size_t n_remotes;
248
249     /* Local information. */
250     time_t next_local_refresh;       /* Refresh timer. */
251     uint8_t local_mac[ETH_ADDR_LEN]; /* Current MAC. */
252     struct netdev *local_netdev;     /* Local port's network device. */
253
254     /* Local and remote addresses that are installed as flows. */
255     uint8_t installed_local_mac[ETH_ADDR_LEN];
256     struct sockaddr_in *remote_addrs;
257     size_t n_remote_addrs;
258     uint8_t *remote_macs;
259     size_t n_remote_macs;
260 };
261
262 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(60, 60);
263
264 static int
265 refresh_remote(struct in_band *ib, struct in_band_remote *r)
266 {
267     struct in_addr next_hop_inaddr;
268     char *next_hop_dev;
269     int retval;
270
271     /* Find the next-hop IP address. */
272     memset(r->remote_mac, 0, sizeof r->remote_mac);
273     retval = netdev_get_next_hop(ib->local_netdev, &r->remote_addr.sin_addr,
274                                  &next_hop_inaddr, &next_hop_dev);
275     if (retval) {
276         VLOG_WARN("cannot find route for controller ("IP_FMT"): %s",
277                   IP_ARGS(&r->remote_addr.sin_addr), strerror(retval));
278         return 1;
279     }
280     if (!next_hop_inaddr.s_addr) {
281         next_hop_inaddr = r->remote_addr.sin_addr;
282     }
283
284     /* Open the next-hop network device. */
285     if (!r->remote_netdev
286         || strcmp(netdev_get_name(r->remote_netdev), next_hop_dev))
287     {
288         netdev_close(r->remote_netdev);
289
290         retval = netdev_open_default(next_hop_dev, &r->remote_netdev);
291         if (retval) {
292             VLOG_WARN_RL(&rl, "cannot open netdev %s (next hop "
293                          "to controller "IP_FMT"): %s",
294                          next_hop_dev, IP_ARGS(&r->remote_addr.sin_addr),
295                          strerror(retval));
296             free(next_hop_dev);
297             return 1;
298         }
299     }
300     free(next_hop_dev);
301
302     /* Look up the MAC address of the next-hop IP address. */
303     retval = netdev_arp_lookup(r->remote_netdev, next_hop_inaddr.s_addr,
304                                r->remote_mac);
305     if (retval) {
306         VLOG_DBG_RL(&rl, "cannot look up remote MAC address ("IP_FMT"): %s",
307                     IP_ARGS(&next_hop_inaddr.s_addr), strerror(retval));
308     }
309
310     /* If we don't have a MAC address, then refresh quickly, since we probably
311      * will get a MAC address soon (via ARP).  Otherwise, we can afford to wait
312      * a little while. */
313     return eth_addr_is_zero(r->remote_mac) ? 1 : 10;
314 }
315
316 static bool
317 refresh_remotes(struct in_band *ib)
318 {
319     struct in_band_remote *r;
320     bool any_changes;
321
322     if (time_now() < ib->next_remote_refresh) {
323         return false;
324     }
325
326     any_changes = false;
327     ib->next_remote_refresh = TIME_MAX;
328     for (r = ib->remotes; r < &ib->remotes[ib->n_remotes]; r++) {
329         uint8_t old_remote_mac[ETH_ADDR_LEN];
330         time_t next_refresh;
331
332         /* Save old MAC. */
333         memcpy(old_remote_mac, r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
334
335         /* Refresh remote information. */
336         next_refresh = refresh_remote(ib, r) + time_now();
337         ib->next_remote_refresh = MIN(ib->next_remote_refresh, next_refresh);
338
339         /* If the MAC changed, log the changes. */
340         if (!eth_addr_equals(r->remote_mac, old_remote_mac)) {
341             any_changes = true;
342             if (!eth_addr_is_zero(r->remote_mac)
343                 && !eth_addr_equals(r->last_remote_mac, r->remote_mac)) {
344                 VLOG_DBG("remote MAC address changed from "ETH_ADDR_FMT
345                          " to "ETH_ADDR_FMT,
346                          ETH_ADDR_ARGS(r->last_remote_mac),
347                          ETH_ADDR_ARGS(r->remote_mac));
348                 memcpy(r->last_remote_mac, r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
349             }
350         }
351     }
352
353     return any_changes;
354 }
355
356 /* Refreshes the MAC address of the local port into ib->local_mac, if it is due
357  * for a refresh.  Returns true if anything changed, otherwise false.  */
358 static bool
359 refresh_local(struct in_band *ib)
360 {
361     uint8_t ea[ETH_ADDR_LEN];
362     time_t now;
363
364     now = time_now();
365     if (now < ib->next_local_refresh) {
366         return false;
367     }
368     ib->next_local_refresh = now + 1;
369
370     if (netdev_get_etheraddr(ib->local_netdev, ea)
371         || eth_addr_equals(ea, ib->local_mac)) {
372         return false;
373     }
374
375     memcpy(ib->local_mac, ea, ETH_ADDR_LEN);
376     return true;
377 }
378
379 static void
380 in_band_status_cb(struct status_reply *sr, void *in_band_)
381 {
382     struct in_band *in_band = in_band_;
383
384     if (!eth_addr_is_zero(in_band->local_mac)) {
385         status_reply_put(sr, "local-mac="ETH_ADDR_FMT,
386                          ETH_ADDR_ARGS(in_band->local_mac));
387     }
388
389     if (in_band->n_remotes
390         && !eth_addr_is_zero(in_band->remotes[0].remote_mac)) {
391         status_reply_put(sr, "remote-mac="ETH_ADDR_FMT,
392                          ETH_ADDR_ARGS(in_band->remotes[0].remote_mac));
393     }
394 }
395
396 /* Returns true if 'packet' should be sent to the local port regardless
397  * of the flow table. */
398 bool
399 in_band_msg_in_hook(struct in_band *in_band, const flow_t *flow,
400                     const struct ofpbuf *packet)
401 {
402     if (!in_band) {
403         return false;
404     }
405
406     /* Regardless of how the flow table is configured, we want to be
407      * able to see replies to our DHCP requests. */
408     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
409             && flow->nw_proto == IP_TYPE_UDP
410             && flow->tp_src == htons(DHCP_SERVER_PORT)
411             && flow->tp_dst == htons(DHCP_CLIENT_PORT)
412             && packet->l7) {
413         struct dhcp_header *dhcp;
414
415         dhcp = ofpbuf_at(packet, (char *)packet->l7 - (char *)packet->data,
416                          sizeof *dhcp);
417         if (!dhcp) {
418             return false;
419         }
420
421         refresh_local(in_band);
422         if (!eth_addr_is_zero(in_band->local_mac)
423             && eth_addr_equals(dhcp->chaddr, in_band->local_mac)) {
424             return true;
425         }
426     }
427
428     return false;
429 }
430
431 /* Returns true if the rule that would match 'flow' with 'actions' is
432  * allowed to be set up in the datapath. */
433 bool
434 in_band_rule_check(struct in_band *in_band, const flow_t *flow,
435                    const struct odp_actions *actions)
436 {
437     if (!in_band) {
438         return true;
439     }
440
441     /* Don't allow flows that would prevent DHCP replies from being seen
442      * by the local port. */
443     if (flow->dl_type == htons(ETH_TYPE_IP)
444             && flow->nw_proto == IP_TYPE_UDP
445             && flow->tp_src == htons(DHCP_SERVER_PORT)
446             && flow->tp_dst == htons(DHCP_CLIENT_PORT)) {
447         int i;
448
449         for (i=0; i<actions->n_actions; i++) {
450             if (actions->actions[i].output.type == ODPAT_OUTPUT
451                     && actions->actions[i].output.port == ODPP_LOCAL) {
452                 return true;
453             }
454         }
455         return false;
456     }
457
458     return true;
459 }
460
461 static void
462 init_rule(struct in_band_rule *rule, unsigned int priority)
463 {
464     rule->wildcards = OVSFW_ALL;
465     rule->priority = priority;
466
467     /* Not strictly necessary but seems cleaner. */
468     memset(&rule->flow, 0, sizeof rule->flow);
469 }
470
471 static void
472 set_in_port(struct in_band_rule *rule, uint16_t odp_port)
473 {
474     rule->wildcards &= ~OFPFW_IN_PORT;
475     rule->flow.in_port = odp_port;
476 }
477
478 static void
479 set_dl_type(struct in_band_rule *rule, uint16_t dl_type)
480 {
481     rule->wildcards &= ~OFPFW_DL_TYPE;
482     rule->flow.dl_type = dl_type;
483 }
484
485 static void
486 set_dl_src(struct in_band_rule *rule, const uint8_t dl_src[ETH_ADDR_LEN])
487 {
488     rule->wildcards &= ~OFPFW_DL_SRC;
489     memcpy(rule->flow.dl_src, dl_src, ETH_ADDR_LEN);
490 }
491
492 static void
493 set_dl_dst(struct in_band_rule *rule, const uint8_t dl_dst[ETH_ADDR_LEN])
494 {
495     rule->wildcards &= ~OFPFW_DL_DST;
496     memcpy(rule->flow.dl_dst, dl_dst, ETH_ADDR_LEN);
497 }
498
499 static void
500 set_tp_src(struct in_band_rule *rule, uint16_t tp_src)
501 {
502     rule->wildcards &= ~OFPFW_TP_SRC;
503     rule->flow.tp_src = tp_src;
504 }
505
506 static void
507 set_tp_dst(struct in_band_rule *rule, uint16_t tp_dst)
508 {
509     rule->wildcards &= ~OFPFW_TP_DST;
510     rule->flow.tp_dst = tp_dst;
511 }
512
513 static void
514 set_nw_proto(struct in_band_rule *rule, uint8_t nw_proto)
515 {
516     rule->wildcards &= ~OFPFW_NW_PROTO;
517     rule->flow.nw_proto = nw_proto;
518 }
519
520 static void
521 set_nw_src(struct in_band_rule *rule, const struct in_addr nw_src)
522 {
523     rule->wildcards &= ~OFPFW_NW_SRC_MASK;
524     rule->flow.nw_src = nw_src.s_addr;
525 }
526
527 static void
528 set_nw_dst(struct in_band_rule *rule, const struct in_addr nw_dst)
529 {
530     rule->wildcards &= ~OFPFW_NW_DST_MASK;
531     rule->flow.nw_dst = nw_dst.s_addr;
532 }
533
534 static void
535 make_rules(struct in_band *ib,
536            void (*cb)(struct in_band *, const struct in_band_rule *))
537 {
538     struct in_band_rule rule;
539     size_t i;
540
541     if (!eth_addr_is_zero(ib->installed_local_mac)) {
542         /* (a) Allow DHCP requests sent from the local port. */
543         init_rule(&rule, IBR_FROM_LOCAL_DHCP);
544         set_in_port(&rule, ODPP_LOCAL);
545         set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_IP));
546         set_dl_src(&rule, ib->installed_local_mac);
547         set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_UDP);
548         set_tp_src(&rule, htons(DHCP_CLIENT_PORT));
549         set_tp_dst(&rule, htons(DHCP_SERVER_PORT));
550         cb(ib, &rule);
551
552         /* (b) Allow ARP replies to the local port's MAC address. */
553         init_rule(&rule, IBR_TO_LOCAL_ARP);
554         set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
555         set_dl_dst(&rule, ib->installed_local_mac);
556         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
557         cb(ib, &rule);
558
559         /* (c) Allow ARP requests from the local port's MAC address.  */
560         init_rule(&rule, IBR_FROM_LOCAL_ARP);
561         set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
562         set_dl_src(&rule, ib->installed_local_mac);
563         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
564         cb(ib, &rule);
565     }
566
567     for (i = 0; i < ib->n_remote_macs; i++) {
568         const uint8_t *remote_mac = &ib->remote_macs[i * ETH_ADDR_LEN];
569
570         if (i > 0) {
571             const uint8_t *prev_mac = &ib->remote_macs[(i - 1) * ETH_ADDR_LEN];
572             if (eth_addr_equals(remote_mac, prev_mac)) {
573                 /* Skip duplicates. */
574                 continue;
575             }
576         }
577
578         /* (d) Allow ARP replies to the next hop's MAC address. */
579         init_rule(&rule, IBR_TO_NEXT_HOP_ARP);
580         set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
581         set_dl_dst(&rule, remote_mac);
582         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
583         cb(ib, &rule);
584
585         /* (e) Allow ARP requests from the next hop's MAC address. */
586         init_rule(&rule, IBR_FROM_NEXT_HOP_ARP);
587         set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
588         set_dl_src(&rule, remote_mac);
589         set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
590         cb(ib, &rule);
591     }
592
593     for (i = 0; i < ib->n_remote_addrs; i++) {
594         const struct sockaddr_in *a = &ib->remote_addrs[i];
595
596         if (!i || a->sin_addr.s_addr != a[-1].sin_addr.s_addr) {
597             /* (f) Allow ARP replies containing the remote's IP address as a
598              * target. */
599             init_rule(&rule, IBR_TO_REMOTE_ARP);
600             set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
601             set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REPLY);
602             set_nw_dst(&rule, a->sin_addr);
603             cb(ib, &rule);
604
605             /* (g) Allow ARP requests containing the remote's IP address as a
606              * source. */
607             init_rule(&rule, IBR_FROM_REMOTE_ARP);
608             set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_ARP));
609             set_nw_proto(&rule, ARP_OP_REQUEST);
610             set_nw_src(&rule, a->sin_addr);
611             cb(ib, &rule);
612         }
613
614         if (!i
615             || a->sin_addr.s_addr != a[-1].sin_addr.s_addr
616             || a->sin_port != a[-1].sin_port) {
617             /* (h) Allow TCP traffic to the remote's IP and port. */
618             init_rule(&rule, IBR_TO_REMOTE_TCP);
619             set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_IP));
620             set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_TCP);
621             set_nw_dst(&rule, a->sin_addr);
622             set_tp_dst(&rule, a->sin_port);
623             cb(ib, &rule);
624
625             /* (i) Allow TCP traffic from the remote's IP and port. */
626             init_rule(&rule, IBR_FROM_REMOTE_TCP);
627             set_dl_type(&rule, htons(ETH_TYPE_IP));
628             set_nw_proto(&rule, IP_TYPE_TCP);
629             set_nw_src(&rule, a->sin_addr);
630             set_tp_src(&rule, a->sin_port);
631             cb(ib, &rule);
632         }
633     }
634 }
635
636 static void
637 drop_rule(struct in_band *ib, const struct in_band_rule *rule)
638 {
639     ofproto_delete_flow(ib->ofproto, &rule->flow,
640                         rule->wildcards, rule->priority);
641 }
642
643 /* Drops from the flow table all of the flows set up by 'ib', then clears out
644  * the information about the installed flows so that they can be filled in
645  * again if necessary. */
646 static void
647 drop_rules(struct in_band *ib)
648 {
649     /* Drop rules. */
650     make_rules(ib, drop_rule);
651
652     /* Clear out state. */
653     memset(ib->installed_local_mac, 0, sizeof ib->installed_local_mac);
654
655     free(ib->remote_addrs);
656     ib->remote_addrs = NULL;
657     ib->n_remote_addrs = 0;
658
659     free(ib->remote_macs);
660     ib->remote_macs = NULL;
661     ib->n_remote_macs = 0;
662 }
663
664 static void
665 add_rule(struct in_band *ib, const struct in_band_rule *rule)
666 {
667     union ofp_action action;
668
669     action.type = htons(OFPAT_OUTPUT);
670     action.output.len = htons(sizeof action);
671     action.output.port = htons(OFPP_NORMAL);
672     action.output.max_len = htons(0);
673     ofproto_add_flow(ib->ofproto, &rule->flow, rule->wildcards,
674                      rule->priority, &action, 1, 0);
675 }
676
677 /* Inserts flows into the flow table for the current state of 'ib'. */
678 static void
679 add_rules(struct in_band *ib)
680 {
681     make_rules(ib, add_rule);
682 }
683
684 static int
685 compare_addrs(const void *a_, const void *b_)
686 {
687     const struct sockaddr_in *a = a_;
688     const struct sockaddr_in *b = b_;
689     int cmp;
690
691     cmp = memcmp(&a->sin_addr.s_addr,
692                  &b->sin_addr.s_addr,
693                  sizeof a->sin_addr.s_addr);
694     if (cmp) {
695         return cmp;
696     }
697     return memcmp(&a->sin_port, &b->sin_port, sizeof a->sin_port);
698 }
699
700 static int
701 compare_macs(const void *a, const void *b)
702 {
703     return memcmp(a, b, ETH_ADDR_LEN);
704 }
705
706 void
707 in_band_run(struct in_band *ib)
708 {
709     struct in_band_remote *r;
710     bool local_change, remote_change;
711
712     local_change = refresh_local(ib);
713     remote_change = refresh_remotes(ib);
714     if (!local_change && !remote_change) {
715         /* Nothing changed, nothing to do. */
716         return;
717     }
718
719     /* Drop old rules. */
720     drop_rules(ib);
721
722     /* Figure out new rules. */
723     memcpy(ib->installed_local_mac, ib->local_mac, ETH_ADDR_LEN);
724     ib->remote_addrs = xmalloc(ib->n_remotes * sizeof *ib->remote_addrs);
725     ib->n_remote_addrs = 0;
726     ib->remote_macs = xmalloc(ib->n_remotes * ETH_ADDR_LEN);
727     ib->n_remote_macs = 0;
728     for (r = ib->remotes; r < &ib->remotes[ib->n_remotes]; r++) {
729         ib->remote_addrs[ib->n_remote_addrs++] = r->remote_addr;
730         if (!eth_addr_is_zero(r->remote_mac)) {
731             memcpy(&ib->remote_macs[ib->n_remote_macs * ETH_ADDR_LEN],
732                    r->remote_mac, ETH_ADDR_LEN);
733             ib->n_remote_macs++;
734         }
735     }
736
737     /* Sort, to allow make_rules() to easily skip duplicates. */
738     qsort(ib->remote_addrs, ib->n_remote_addrs, sizeof *ib->remote_addrs,
739           compare_addrs);
740     qsort(ib->remote_macs, ib->n_remote_macs, ETH_ADDR_LEN, compare_macs);
741
742     /* Add new rules. */
743     add_rules(ib);
744 }
745
746 void
747 in_band_wait(struct in_band *in_band)
748 {
749     long long int wakeup
750             = MIN(in_band->next_remote_refresh, in_band->next_local_refresh);
751     poll_timer_wait_until(wakeup * 1000);
752 }
753
754 /* ofproto has flushed all flows from the flow table and it is calling us back
755  * to allow us to reinstall the ones that are important to us. */
756 void
757 in_band_flushed(struct in_band *in_band)
758 {
759     add_rules(in_band);
760 }
761
762 int
763 in_band_create(struct ofproto *ofproto, struct dpif *dpif,
764                struct switch_status *ss, struct in_band **in_bandp)
765 {
766     struct in_band *in_band;
767     char local_name[IF_NAMESIZE];
768     struct netdev *local_netdev;
769     int error;
770
771     error = dpif_port_get_name(dpif, ODPP_LOCAL,
772                                local_name, sizeof local_name);
773     if (error) {
774         VLOG_ERR("failed to initialize in-band control: cannot get name "
775                  "of datapath local port (%s)", strerror(error));
776         return error;
777     }
778
779     error = netdev_open_default(local_name, &local_netdev);
780     if (error) {
781         VLOG_ERR("failed to initialize in-band control: cannot open "
782                  "datapath local port %s (%s)", local_name, strerror(error));
783         return error;
784     }
785
786     in_band = xzalloc(sizeof *in_band);
787     in_band->ofproto = ofproto;
788     in_band->ss_cat = switch_status_register(ss, "in-band",
789                                              in_band_status_cb, in_band);
790     in_band->next_remote_refresh = TIME_MIN;
791     in_band->next_local_refresh = TIME_MIN;
792     in_band->local_netdev = local_netdev;
793
794     *in_bandp = in_band;
795
796     return 0;
797 }
798
799 void
800 in_band_destroy(struct in_band *ib)
801 {
802     if (ib) {
803         drop_rules(ib);
804         in_band_set_remotes(ib, NULL, 0);
805         switch_status_unregister(ib->ss_cat);
806         netdev_close(ib->local_netdev);
807         free(ib);
808     }
809 }
810
811 static bool
812 any_addresses_changed(struct in_band *ib,
813                       const struct sockaddr_in *addresses, size_t n)
814 {
815     size_t i;
816
817     if (n != ib->n_remotes) {
818         return true;
819     }
820
821     for (i = 0; i < n; i++) {
822         const struct sockaddr_in *old = &ib->remotes[i].remote_addr;
823         const struct sockaddr_in *new = &addresses[i];
824
825         if (old->sin_addr.s_addr != new->sin_addr.s_addr ||
826             old->sin_port != new->sin_port) {
827             return true;
828         }
829     }
830
831     return false;
832 }
833
834 void
835 in_band_set_remotes(struct in_band *ib,
836                     const struct sockaddr_in *addresses, size_t n)
837 {
838     size_t i;
839
840     if (!any_addresses_changed(ib, addresses, n)) {
841         return;
842     }
843
844     /* Clear old remotes. */
845     for (i = 0; i < ib->n_remotes; i++) {
846         netdev_close(ib->remotes[i].remote_netdev);
847     }
848     free(ib->remotes);
849
850     /* Set up new remotes. */
851     ib->remotes = n ? xzalloc(n * sizeof *ib->remotes) : NULL;
852     ib->n_remotes = n;
853     for (i = 0; i < n; i++) {
854         ib->remotes[i].remote_addr = addresses[i];
855     }
856
857     /* Force refresh in next call to in_band_run(). */
858     ib->next_remote_refresh = TIME_MIN;
859 }