tools/testing/selftests/netfilter/ipip-conntrack-mtu.sh

   1 #!/bin/bash
   2 # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   3
   4 # Kselftest framework requirement - SKIP code is 4.
   5 ksft_skip=4
   6
   7 # Conntrack needs to reassemble fragments in order to have complete
   8 # packets for rule matching.  Reassembly can lead to packet loss.
   9
  10 # Consider the following setup:
  11 #            +--------+       +---------+       +--------+
  12 #            |Router A|-------|Wanrouter|-------|Router B|
  13 #            |        |.IPIP..|         |..IPIP.|        |
  14 #            +--------+       +---------+       +--------+
  15 #           /                  mtu 1400                   \
  16 #          /                                               \
  17 #+--------+                                                 +--------+
  18 #|Client A|                                                 |Client B|
  19 #|        |                                                 |        |
  20 #+--------+                                                 +--------+
  21
  22 # Router A and Router B use IPIP tunnel interfaces to tunnel traffic
  23 # between Client A and Client B over WAN. Wanrouter has MTU 1400 set
  24 # on its interfaces.
  25
  26 rnd=$(mktemp -u XXXXXXXX)
  27 rx=$(mktemp)
  28
  29 r_a="ns-ra-$rnd"
  30 r_b="ns-rb-$rnd"
  31 r_w="ns-rw-$rnd"
  32 c_a="ns-ca-$rnd"
  33 c_b="ns-cb-$rnd"
  34
  35 checktool (){
  36         if ! $1 > /dev/null 2>&1; then
  37                 echo "SKIP: Could not $2"
  38                 exit $ksft_skip
  39         fi
  40 }
  41
  42 checktool "iptables --version" "run test without iptables"
  43 checktool "ip -Version" "run test without ip tool"
  44 checktool "which nc" "run test without nc (netcat)"
  45 checktool "ip netns add ${r_a}" "create net namespace"
  46
  47 for n in ${r_b} ${r_w} ${c_a} ${c_b};do
  48         ip netns add ${n}
  49 done
  50
  51 cleanup() {
  52         for n in ${r_a} ${r_b} ${r_w} ${c_a} ${c_b};do
  53                 ip netns del ${n}
  54         done
  55         rm -f ${rx}
  56 }
  57
  58 trap cleanup EXIT
  59
  60 test_path() {
  61         msg="$1"
  62
  63         ip netns exec ${c_b} nc -n -w 3 -q 3 -u -l -p 5000 > ${rx} < /dev/null &
  64
  65         sleep 1
  66         for i in 1 2 3; do
  67                 head -c1400 /dev/zero | tr "\000" "a" | ip netns exec ${c_a} nc -n -w 1 -u 192.168.20.2 5000
  68         done
  69
  70         wait
  71
  72         bytes=$(wc -c < ${rx})
  73
  74         if [ $bytes -eq 1400 ];then
  75                 echo "OK: PMTU $msg connection tracking"
  76         else
  77                 echo "FAIL: PMTU $msg connection tracking: got $bytes, expected 1400"
  78                 exit 1
  79         fi
  80 }
  81
  82 # Detailed setup for Router A
  83 # ---------------------------
  84 # Interfaces:
  85 # eth0: 10.2.2.1/24
  86 # eth1: 192.168.10.1/24
  87 # ipip0: No IP address, local 10.2.2.1 remote 10.4.4.1
  88 # Routes:
  89 # 192.168.20.0/24 dev ipip0    (192.168.20.0/24 is subnet of Client B)
  90 # 10.4.4.1 via 10.2.2.254      (Router B via Wanrouter)
  91 # No iptables rules at all.
  92
  93 ip link add veth0 netns ${r_a} type veth peer name veth0 netns ${r_w}
  94 ip link add veth1 netns ${r_a} type veth peer name veth0 netns ${c_a}
  95
  96 l_addr="10.2.2.1"
  97 r_addr="10.4.4.1"
  98 ip netns exec ${r_a} ip link add ipip0 type ipip local ${l_addr} remote ${r_addr} mode ipip || exit $ksft_skip
  99
 100 for dev in lo veth0 veth1 ipip0; do
 101     ip -net ${r_a} link set $dev up
 102 done
 103
 104 ip -net ${r_a} addr add 10.2.2.1/24 dev veth0
 105 ip -net ${r_a} addr add 192.168.10.1/24 dev veth1
 106
 107 ip -net ${r_a} route add 192.168.20.0/24 dev ipip0
 108 ip -net ${r_a} route add 10.4.4.0/24 via 10.2.2.254
 109
 110 ip netns exec ${r_a} sysctl -q net.ipv4.conf.all.forwarding=1 > /dev/null
 111
 112 # Detailed setup for Router B
 113 # ---------------------------
 114 # Interfaces:
 115 # eth0: 10.4.4.1/24
 116 # eth1: 192.168.20.1/24
 117 # ipip0: No IP address, local 10.4.4.1 remote 10.2.2.1
 118 # Routes:
 119 # 192.168.10.0/24 dev ipip0    (192.168.10.0/24 is subnet of Client A)
 120 # 10.2.2.1 via 10.4.4.254      (Router A via Wanrouter)
 121 # No iptables rules at all.
 122
 123 ip link add veth0 netns ${r_b} type veth peer name veth1 netns ${r_w}
 124 ip link add veth1 netns ${r_b} type veth peer name veth0 netns ${c_b}
 125
 126 l_addr="10.4.4.1"
 127 r_addr="10.2.2.1"
 128
 129 ip netns exec ${r_b} ip link add ipip0 type ipip local ${l_addr} remote ${r_addr} mode ipip || exit $ksft_skip
 130
 131 for dev in lo veth0 veth1 ipip0; do
 132         ip -net ${r_b} link set $dev up
 133 done
 134
 135 ip -net ${r_b} addr add 10.4.4.1/24 dev veth0
 136 ip -net ${r_b} addr add 192.168.20.1/24 dev veth1
 137
 138 ip -net ${r_b} route add 192.168.10.0/24 dev ipip0
 139 ip -net ${r_b} route add 10.2.2.0/24 via 10.4.4.254
 140 ip netns exec ${r_b} sysctl -q net.ipv4.conf.all.forwarding=1 > /dev/null
 141
 142 # Client A
 143 ip -net ${c_a} addr add 192.168.10.2/24 dev veth0
 144 ip -net ${c_a} link set dev lo up
 145 ip -net ${c_a} link set dev veth0 up
 146 ip -net ${c_a} route add default via 192.168.10.1
 147
 148 # Client A
 149 ip -net ${c_b} addr add 192.168.20.2/24 dev veth0
 150 ip -net ${c_b} link set dev veth0 up
 151 ip -net ${c_b} link set dev lo up
 152 ip -net ${c_b} route add default via 192.168.20.1
 153
 154 # Wan
 155 ip -net ${r_w} addr add 10.2.2.254/24 dev veth0
 156 ip -net ${r_w} addr add 10.4.4.254/24 dev veth1
 157
 158 ip -net ${r_w} link set dev lo up
 159 ip -net ${r_w} link set dev veth0 up mtu 1400
 160 ip -net ${r_w} link set dev veth1 up mtu 1400
 161
 162 ip -net ${r_a} link set dev veth0 mtu 1400
 163 ip -net ${r_b} link set dev veth0 mtu 1400
 164
 165 ip netns exec ${r_w} sysctl -q net.ipv4.conf.all.forwarding=1 > /dev/null
 166
 167 # Path MTU discovery
 168 # ------------------
 169 # Running tracepath from Client A to Client B shows PMTU discovery is working
 170 # as expected:
 171 #
 172 # clienta:~# tracepath 192.168.20.2
 173 # 1?: [LOCALHOST]                      pmtu 1500
 174 # 1:  192.168.10.1                                          0.867ms
 175 # 1:  192.168.10.1                                          0.302ms
 176 # 2:  192.168.10.1                                          0.312ms pmtu 1480
 177 # 2:  no reply
 178 # 3:  192.168.10.1                                          0.510ms pmtu 1380
 179 # 3:  192.168.20.2                                          2.320ms reached
 180 # Resume: pmtu 1380 hops 3 back 3
 181
 182 # ip netns exec ${c_a} traceroute --mtu 192.168.20.2
 183
 184 # Router A has learned PMTU (1400) to Router B from Wanrouter.
 185 # Client A has learned PMTU (1400 - IPIP overhead = 1380) to Client B
 186 # from Router A.
 187
 188 #Send large UDP packet
 189 #---------------------
 190 #Now we send a 1400 bytes UDP packet from Client A to Client B:
 191
 192 # clienta:~# head -c1400 /dev/zero | tr "\000" "a" | nc -u 192.168.20.2 5000
 193 test_path "without"
 194
 195 # The IPv4 stack on Client A already knows the PMTU to Client B, so the
 196 # UDP packet is sent as two fragments (1380 + 20). Router A forwards the
 197 # fragments between eth1 and ipip0. The fragments fit into the tunnel and
 198 # reach their destination.
 199
 200 #When sending the large UDP packet again, Router A now reassembles the
 201 #fragments before routing the packet over ipip0. The resulting IPIP
 202 #packet is too big (1400) for the tunnel PMTU (1380) to Router B, it is
 203 #dropped on Router A before sending.
 204
 205 ip netns exec ${r_a} iptables -A FORWARD -m conntrack --ctstate NEW
 206 test_path "with"