GPL/traffic_scripts/srv6_encap.py

   1 #!/usr/bin/env python3
   2
   3 # Copyright (c) 2020 Cisco and/or its affiliates.
   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 """Traffic script for SRv6 verification."""
  17
  18 import sys
  19
  20 from scapy.layers.inet6 import IPv6, ICMPv6ND_NS, IPv6ExtHdrSegmentRouting,\
  21     ipv6nh
  22 from scapy.layers.l2 import Ether
  23 from scapy.packet import Raw
  24
  25 from .PacketVerifier import RxQueue, TxQueue
  26 from .TrafficScriptArg import TrafficScriptArg
  27
  28
  29 def check_srv6(
  30         pkt_recv, src_mac, dst_mac, src_ip, dst_ip, dir_srcsid, dir_dstsid1,
  31         dir_dstsid2, dir_dstsid3, segleft_corr, static_proxy=False):
  32     """Check received SRv6 packet.
  33
  34     :param pkt_recv: Received packet to verify.
  35     :param src_mac: Source MAC address.
  36     :param dst_mac: Destination MAC address.
  37     :param src_ip: Source IP/IPv6 address of original IP/IPv6 packet.
  38     :param dst_ip: Destination IP/IPv6 address of original IP/IPv6 packet.
  39     :param dir_srcsid: Source SID for SR in desired direction.
  40     :param dir_dstsid1: Destination SID1 in desired direction.
  41     :param dir_dstsid2: Destination SID2 in desired direction.
  42     :param dir_dstsid3: Destination SID3 in desired direction.
  43     :param segleft_corr: Correction for expected segleft value of SRH.
  44     :type pkt_recv: scapy.Ether
  45     :type src_mac: str
  46     :type dst_mac: str
  47     :type src_ip: str
  48     :type dst_ip: str
  49     :type dir_srcsid: str
  50     :type dir_dstsid1: str
  51     :type dir_dstsid2: str
  52     :type dir_dstsid3: str
  53     :type segleft_corr: int
  54     :type static_proxy; bool
  55     :raises RuntimeError: If received packet is invalid.
  56     """
  57     if pkt_recv[Ether].src != src_mac:
  58         raise RuntimeError(
  59             f"Received frame has invalid source MAC address: "
  60             f"{pkt_recv[Ether].src} should be: {src_mac}"
  61         )
  62     if pkt_recv[Ether].dst != dst_mac:
  63         raise RuntimeError(
  64             f"Received frame has invalid destination MAC address: "
  65             f"{pkt_recv[Ether].dst} should be: {dst_mac}"
  66         )
  67     if not pkt_recv.haslayer(IPv6):
  68         raise RuntimeError(
  69             f"Not an IPv6 packet received: {pkt_recv!r}"
  70         )
  71     ip6_pkt = pkt_recv[IPv6]
  72     if ip6_pkt.src != dir_srcsid:
  73         raise RuntimeError(
  74             f"Outer IPv6 packet has invalid source address: "
  75             f"{ip6_pkt.src} should be: {dir_srcsid}"
  76         )
  77     dir_dstsids = [dir_dstsid2, dir_dstsid1] if dir_dstsid3 == u"None" \
  78         else [dir_dstsid3, dir_dstsid2, dir_dstsid1] if not static_proxy \
  79         else [dir_dstsid3, dir_dstsid2]
  80     segleft = len(dir_dstsids) - segleft_corr if not static_proxy \
  81         else len(dir_dstsids) - segleft_corr + 1
  82     if ip6_pkt.dst != dir_dstsids[segleft]:
  83         raise RuntimeError(
  84             f"Outer IPv6 packet has invalid destination address: "
  85             f"{ip6_pkt.dst} should be: {dir_dstsids[segleft]}"
  86         )
  87     if dir_dstsid2 == u"None":
  88         if ip6_pkt.haslayer(IPv6ExtHdrSegmentRouting):
  89             raise RuntimeError(
  90                 f"Segment Routing Header in received packet: {pkt_recv!r}"
  91             )
  92         if ip6_pkt.nh != 41:  # ipv6nh[41] == IPv6
  93             raise RuntimeError(
  94                 f"Outer IPv6 packet has invalid next header: "
  95                 f"{ip6_pkt.nh} should be: 41 ({ipv6nh[41]})"
  96             )
  97         ip6_pkt = ip6_pkt[IPv6][1]
  98     else:
  99         if not pkt_recv.haslayer(IPv6ExtHdrSegmentRouting):
 100             raise RuntimeError(
 101                 f"No Segment Routing Header in received packet: {pkt_recv!r}"
 102             )
 103         if ip6_pkt.nh != 43:  # ipv6nh[43] == Routing Header
 104             raise RuntimeError(
 105                 f"Outer IPv6 packet has invalid next header: "
 106                 f"{pkt_recv[IPv6][0].nh} should be: 43 ({ipv6nh[43]})"
 107             )
 108         ip6_pkt = ip6_pkt[IPv6ExtHdrSegmentRouting]
 109         if ip6_pkt.addresses != dir_dstsids:
 110             raise RuntimeError(
 111                 f"Segment Routing Header has invalid addresses: "
 112                 f"{ip6_pkt.addresses} should be: {dir_dstsids}"
 113             )
 114         if ip6_pkt.segleft != segleft:
 115             raise RuntimeError(
 116                 f"Segment Routing Header has invalid segleft value: "
 117                 f"{ip6_pkt.segleft} should be: {segleft}"
 118             )
 119         if ip6_pkt.nh != 41:  # ipv6nh[41] == IPv6
 120             raise RuntimeError(
 121                 f"Segment Routing Header has invalid next header: "
 122                 f"{ip6_pkt.nh} should be: 41 ({ipv6nh[41]})"
 123             )
 124         ip6_pkt = ip6_pkt[IPv6]
 125     if ip6_pkt.src != src_ip:
 126         raise RuntimeError(
 127             f"Inner IPv6 packet has invalid source address: "
 128             f"{ip6_pkt.src} should be: {src_ip}"
 129         )
 130     if ip6_pkt.dst != dst_ip:
 131         raise RuntimeError(
 132             f"Inner IPv6 packet has invalid destination address: "
 133             f"{ip6_pkt.dst} should be: {dst_ip}"
 134         )
 135     if ip6_pkt.nh != 59:  # ipv6nh[59] == No Next Header
 136         raise RuntimeError(
 137             f"Inner IPv6 packet has invalid next header: "
 138             f"{ip6_pkt.nh} should be: 59 ({ipv6nh[59]})"
 139         )
 140
 141
 142 def check_ip(pkt_recv, src_mac, dst_mac, src_ip, dst_ip):
 143     """Check received IPv6 packet.
 144
 145     :param pkt_recv: Received packet to verify.
 146     :param src_mac: Source MAC address.
 147     :param dst_mac: Destination MAC address.
 148     :param src_ip: Source IP/IPv6 address.
 149     :param dst_ip: Destination IP/IPv6 address.
 150     :type pkt_recv: scapy.Ether
 151     :type src_mac: str
 152     :type dst_mac: str
 153     :type src_ip: str
 154     :type dst_ip: str
 155     :raises RuntimeError: If received packet is invalid.
 156     """
 157     if pkt_recv[Ether].src != src_mac:
 158         raise RuntimeError(
 159             f"Received frame has invalid source MAC address: "
 160             f"{pkt_recv[Ether].src} should be: {src_mac}"
 161         )
 162
 163     if pkt_recv[Ether].dst != dst_mac:
 164         raise RuntimeError(
 165             f"Received frame has invalid destination MAC address: "
 166             f"{pkt_recv[Ether].dst} should be: {dst_mac}"
 167         )
 168
 169     if not pkt_recv.haslayer(IPv6):
 170         raise RuntimeError(
 171             f"Not an {IPv6.name} packet received: {pkt_recv!r}"
 172         )
 173
 174     if pkt_recv[IPv6].dst != dst_ip:
 175         raise RuntimeError(
 176             f"Received packet has invalid destination address: "
 177             f"{pkt_recv[IPv6.name].dst} should be: {dst_ip}"
 178         )
 179
 180     if pkt_recv[IPv6].src != src_ip:
 181         raise RuntimeError(
 182             f"Received packet has invalid destination address: "
 183             f"{pkt_recv[IPv6.name].dst} should be: {src_ip}"
 184         )
 185
 186     if pkt_recv[IPv6].nh != 59:  # ipv6nh[59] == No Next Header
 187         raise RuntimeError(
 188             f"Received IPv6 packet has invalid next header: "
 189             f"{IPv6.nh} should be: 59 ({ipv6nh[59]})"
 190         )
 191
 192
 193 def main():
 194     """Send, receive and check IPv6 and IPv6ExtHdrSegmentRouting packets."""
 195
 196     args = TrafficScriptArg(
 197         [
 198             u"tx_src_mac", u"tx_dst_mac", u"rx_src_mac", u"rx_dst_mac",
 199             u"src_ip", u"dst_ip", u"dir0_srcsid", u"dir0_dstsid1",
 200             u"dir0_dstsid2", u"dir1_srcsid", u"dir1_dstsid1", u"dir1_dstsid2",
 201             u"decap", u"dir0_dstsid3", u"dir1_dstsid3", u"static_proxy"
 202         ]
 203     )
 204
 205     tx_txq = TxQueue(args.get_arg(u"tx_if"))
 206     tx_rxq = RxQueue(args.get_arg(u"tx_if"))
 207     rx_txq = TxQueue(args.get_arg(u"rx_if"))
 208     rx_rxq = RxQueue(args.get_arg(u"rx_if"))
 209
 210     tx_src_mac = args.get_arg(u"tx_src_mac")
 211     tx_dst_mac = args.get_arg(u"tx_dst_mac")
 212     rx_src_mac = args.get_arg(u"rx_src_mac")
 213     rx_dst_mac = args.get_arg(u"rx_dst_mac")
 214     src_ip = args.get_arg(u"src_ip")
 215     dst_ip = args.get_arg(u"dst_ip")
 216
 217     dir0_srcsid = args.get_arg(u"dir0_srcsid")
 218     dir0_dstsid1 = args.get_arg(u"dir0_dstsid1")
 219     dir0_dstsid2 = args.get_arg(u"dir0_dstsid2")
 220     dir1_srcsid = args.get_arg(u"dir1_srcsid")
 221     dir1_dstsid1 = args.get_arg(u"dir1_dstsid1")
 222     dir1_dstsid2 = args.get_arg(u"dir1_dstsid2")
 223     decap = args.get_arg(u"decap")
 224     dir0_dstsid3 = args.get_arg(u"dir0_dstsid3")
 225     dir1_dstsid3 = args.get_arg(u"dir1_dstsid3")
 226     static_proxy = args.get_arg(u"static_proxy")
 227
 228     ip_pkt = IPv6(src=src_ip, dst=dst_ip)
 229
 230     sent_packets = list()
 231     tx_pkt_send = (Ether(src=tx_src_mac, dst=tx_dst_mac) / ip_pkt)
 232     tx_pkt_send /= Raw()
 233     size_limit = 78
 234     if len(tx_pkt_send) < size_limit:
 235         tx_pkt_send[Raw].load += (b"\0" * (size_limit - len(tx_pkt_send)))
 236     sent_packets.append(tx_pkt_send)
 237     tx_txq.send(tx_pkt_send)
 238
 239     while True:
 240         rx_pkt_recv = rx_rxq.recv(2)
 241
 242         if rx_pkt_recv is None:
 243             raise RuntimeError(f"{IPv6.name} packet Rx timeout")
 244
 245         if rx_pkt_recv.haslayer(ICMPv6ND_NS):
 246             # read another packet in the queue if the current one is ICMPv6ND_NS
 247             continue
 248         else:
 249             # otherwise process the current packet
 250             break
 251
 252     check_srv6(
 253         rx_pkt_recv, rx_src_mac, rx_dst_mac, src_ip, dst_ip, dir0_srcsid,
 254         dir0_dstsid1, dir0_dstsid2, dir0_dstsid3, 1
 255     )
 256
 257     ip_pkt = IPv6(src=dst_ip, dst=src_ip)
 258     ip_pkt /= Raw()
 259     if len(ip_pkt) < (size_limit - 14):
 260         ip_pkt[Raw].load += (b"\0" * (size_limit - 14 - len(ip_pkt)))
 261
 262     rx_pkt_send = (
 263             Ether(src=rx_dst_mac, dst=rx_src_mac) /
 264             IPv6(src=dir1_srcsid, dst=dir1_dstsid1) /
 265             IPv6ExtHdrSegmentRouting(
 266                 segleft=1 if dir1_dstsid3 == u"None" else 2,
 267                 lastentry=1 if dir1_dstsid3 == u"None" else 2,
 268                 addresses=[dir1_dstsid2, dir1_dstsid1]
 269                 if dir1_dstsid3 == u"None"
 270                 else [dir1_dstsid3, dir1_dstsid2, dir1_dstsid1]
 271             ) /
 272             ip_pkt
 273     ) if dir1_dstsid2 != u"None" else (
 274             Ether(src=rx_dst_mac, dst=rx_src_mac) /
 275             IPv6(src=dir1_srcsid, dst=dir1_dstsid1) /
 276             ip_pkt
 277     )
 278     rx_txq.send(rx_pkt_send)
 279
 280     while True:
 281         tx_pkt_recv = tx_rxq.recv(2, ignore=sent_packets)
 282
 283         if tx_pkt_recv is None:
 284             raise RuntimeError(f"{IPv6.name} packet Rx timeout")
 285
 286         if tx_pkt_recv.haslayer(ICMPv6ND_NS):
 287             # read another packet in the queue if the current one is ICMPv6ND_NS
 288             continue
 289         else:
 290             # otherwise process the current packet
 291             break
 292
 293     if decap == u"True":
 294         check_ip(tx_pkt_recv, tx_dst_mac, tx_src_mac, dst_ip, src_ip)
 295     else:
 296         check_srv6(
 297             tx_pkt_recv, tx_dst_mac, tx_src_mac, dst_ip, src_ip, dir1_srcsid,
 298             dir1_dstsid1, dir1_dstsid2, dir1_dstsid3, 2,
 299             bool(static_proxy == u"True")
 300         )
 301
 302     sys.exit(0)
 303
 304
 305 if __name__ == u"__main__":
 306     main()