91b3645254e018d731965cd2fa0a4f36a25a3fc1
[vpp.git] / src / plugins / nat / nat44-ed / nat44_ed.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2020 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15 /**
16  * @file nat.c
17  * NAT plugin global declarations
18  */
19 #ifndef __included_nat44_ed_h__
20 #define __included_nat44_ed_h__
21
22 #include <vnet/vnet.h>
23 #include <vnet/ip/ip.h>
24 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
25 #include <vnet/ip/icmp46_packet.h>
26 #include <vnet/api_errno.h>
27 #include <vnet/fib/fib_source.h>
28 #include <vppinfra/elog.h>
29 #include <vppinfra/bihash_8_8.h>
30 #include <vppinfra/bihash_16_8.h>
31 #include <vppinfra/dlist.h>
32 #include <vppinfra/error.h>
33 #include <vlibapi/api.h>
34
35 #include <nat/lib/lib.h>
36 #include <nat/lib/inlines.h>
37
38 /* default number of worker handoff frame queue elements */
39 #define NAT_FQ_NELTS_DEFAULT 64
40
41 /* NAT buffer flags */
42 #define SNAT_FLAG_HAIRPINNING (1 << 0)
43
44 /* NAT44 API Configuration flags */
45 #define foreach_nat44_config_flag  \
46   _(0x00, IS_ENDPOINT_INDEPENDENT) \
47   _(0x01, IS_ENDPOINT_DEPENDENT)   \
48   _(0x02, IS_STATIC_MAPPING_ONLY)  \
49   _(0x04, IS_CONNECTION_TRACKING)  \
50   _(0x08, IS_OUT2IN_DPO)
51
52 typedef enum nat44_config_flags_t_
53 {
54 #define _(n,f) NAT44_API_##f = n,
55   foreach_nat44_config_flag
56 #undef _
57 } nat44_config_flags_t;
58
59 typedef struct
60 {
61   /* nat44 plugin features */
62   u8 static_mapping_only;
63   u8 connection_tracking;
64
65   u32 inside_vrf;
66   u32 outside_vrf;
67
68   /* maximum number of sessions */
69   u32 sessions;
70
71 } nat44_config_t;
72
73 typedef enum
74 {
75   NAT_NEXT_DROP,
76   NAT_NEXT_ICMP_ERROR,
77   NAT_NEXT_IN2OUT_ED_FAST_PATH,
78   NAT_NEXT_IN2OUT_ED_SLOW_PATH,
79   NAT_NEXT_IN2OUT_ED_OUTPUT_FAST_PATH,
80   NAT_NEXT_IN2OUT_ED_OUTPUT_SLOW_PATH,
81   NAT_NEXT_OUT2IN_ED_FAST_PATH,
82   NAT_NEXT_OUT2IN_ED_SLOW_PATH,
83   NAT_NEXT_IN2OUT_CLASSIFY,
84   NAT_NEXT_OUT2IN_CLASSIFY,
85   NAT_N_NEXT,
86 } nat_next_t;
87
88 typedef struct
89 {
90   u32 next_index;
91   u32 arc_next_index;
92 } nat_pre_trace_t;
93
94 /* External address and port allocation modes */
95 #define foreach_nat_addr_and_port_alloc_alg \
96   _(0, DEFAULT, "default")         \
97   _(1, MAPE, "map-e")              \
98   _(2, RANGE, "port-range")
99
100 typedef enum
101 {
102 #define _(v, N, s) NAT_ADDR_AND_PORT_ALLOC_ALG_##N = v,
103   foreach_nat_addr_and_port_alloc_alg
104 #undef _
105 } nat_addr_and_port_alloc_alg_t;
106
107 /* Session state */
108 #define foreach_snat_session_state          \
109   _(0, UNKNOWN, "unknown")                 \
110   _(1, UDP_ACTIVE, "udp-active")           \
111   _(2, TCP_SYN_SENT, "tcp-syn-sent")       \
112   _(3, TCP_ESTABLISHED, "tcp-established") \
113   _(4, TCP_FIN_WAIT, "tcp-fin-wait")       \
114   _(5, TCP_CLOSE_WAIT, "tcp-close-wait")   \
115   _(6, TCP_CLOSING, "tcp-closing")         \
116   _(7, TCP_LAST_ACK, "tcp-last-ack")       \
117   _(8, TCP_CLOSED, "tcp-closed")           \
118   _(9, ICMP_ACTIVE, "icmp-active")
119
120 typedef enum
121 {
122 #define _(v, N, s) SNAT_SESSION_##N = v,
123   foreach_snat_session_state
124 #undef _
125 } snat_session_state_t;
126
127 #define foreach_nat_in2out_ed_error                     \
128 _(UNSUPPORTED_PROTOCOL, "unsupported protocol")         \
129 _(OUT_OF_PORTS, "out of ports")                         \
130 _(BAD_ICMP_TYPE, "unsupported ICMP type")               \
131 _(MAX_SESSIONS_EXCEEDED, "maximum sessions exceeded")   \
132 _(NON_SYN, "non-SYN packet try to create session")      \
133 _(TCP_CLOSED, "drops due to TCP in transitory timeout")
134
135 typedef enum
136 {
137 #define _(sym,str) NAT_IN2OUT_ED_ERROR_##sym,
138   foreach_nat_in2out_ed_error
139 #undef _
140     NAT_IN2OUT_ED_N_ERROR,
141 } nat_in2out_ed_error_t;
142
143 #define foreach_nat_out2in_ed_error                                           \
144   _ (UNSUPPORTED_PROTOCOL, "unsupported protocol")                            \
145   _ (OUT_OF_PORTS, "out of ports")                                            \
146   _ (BAD_ICMP_TYPE, "unsupported ICMP type")                                  \
147   _ (NO_TRANSLATION, "no translation")                                        \
148   _ (MAX_SESSIONS_EXCEEDED, "maximum sessions exceeded")                      \
149   _ (NON_SYN, "non-SYN packet try to create session")                         \
150   _ (TCP_CLOSED, "drops due to TCP in transitory timeout")                    \
151   _ (HASH_ADD_FAILED, "hash table add failed")
152
153 typedef enum
154 {
155 #define _(sym,str) NAT_OUT2IN_ED_ERROR_##sym,
156   foreach_nat_out2in_ed_error
157 #undef _
158     NAT_OUT2IN_ED_N_ERROR,
159 } nat_out2in_ed_error_t;
160
161
162 /* Endpoint dependent TCP session state */
163 #define NAT44_SES_I2O_FIN 1
164 #define NAT44_SES_O2I_FIN 2
165 #define NAT44_SES_I2O_FIN_ACK 4
166 #define NAT44_SES_O2I_FIN_ACK 8
167 #define NAT44_SES_I2O_SYN 16
168 #define NAT44_SES_O2I_SYN 32
169 #define NAT44_SES_RST     64
170
171 /* Session flags */
172 #define SNAT_SESSION_FLAG_STATIC_MAPPING     (1 << 0)
173 #define SNAT_SESSION_FLAG_UNKNOWN_PROTO      (1 << 1)
174 #define SNAT_SESSION_FLAG_LOAD_BALANCING     (1 << 2)
175 #define SNAT_SESSION_FLAG_TWICE_NAT          (1 << 3)
176 #define SNAT_SESSION_FLAG_ENDPOINT_DEPENDENT (1 << 4)
177 #define SNAT_SESSION_FLAG_FWD_BYPASS         (1 << 5)
178 #define SNAT_SESSION_FLAG_AFFINITY           (1 << 6)
179 #define SNAT_SESSION_FLAG_EXACT_ADDRESS      (1 << 7)
180 #define SNAT_SESSION_FLAG_HAIRPINNING        (1 << 8)
181
182 /* NAT interface flags */
183 #define NAT_INTERFACE_FLAG_IS_INSIDE 1
184 #define NAT_INTERFACE_FLAG_IS_OUTSIDE 2
185
186 /* Static mapping flags */
187 #define NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_ADDR_ONLY      1
188 #define NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_OUT2IN_ONLY    2
189 #define NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_IDENTITY_NAT   4
190 #define NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_LB             8
191 #define NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_EXACT_ADDRESS  16
192
193 typedef CLIB_PACKED(struct
194 {
195   // number of sessions in this vrf
196   u32 ses_count;
197
198   u32 rx_fib_index;
199   u32 tx_fib_index;
200
201   // is this vrf expired
202   u8 expired;
203 }) per_vrf_sessions_t;
204
205 typedef union
206 {
207   struct
208   {
209     ip4_address_t saddr, daddr;
210     u16 sport; // ICMP id for ICMP case
211     u16 dport;
212     u32 fib_index : 24;
213     u8 proto;
214   };
215   u64 as_u64[2];
216   u64x2u as_u128;
217 } nat_6t_t;
218
219 STATIC_ASSERT_SIZEOF (nat_6t_t, 2 * sizeof (u64));
220
221 typedef struct
222 {
223 #define NAT_FLOW_OP_SADDR_REWRITE   (1 << 1)
224 #define NAT_FLOW_OP_SPORT_REWRITE   (1 << 2)
225 #define NAT_FLOW_OP_DADDR_REWRITE   (1 << 3)
226 #define NAT_FLOW_OP_DPORT_REWRITE   (1 << 4)
227 #define NAT_FLOW_OP_ICMP_ID_REWRITE (1 << 5)
228 #define NAT_FLOW_OP_TXFIB_REWRITE   (1 << 6)
229   int ops;
230   nat_6t_t match;
231   struct
232   {
233     ip4_address_t saddr, daddr;
234     u16 sport;
235     u16 dport;
236     u32 fib_index;
237     u8 proto;
238     u16 icmp_id;
239   } rewrite;
240   uword l3_csum_delta;
241   uword l4_csum_delta;
242 } nat_6t_flow_t;
243
244 void nat44_ed_forwarding_enable_disable (u8 is_enable);
245
246 always_inline void
247 nat_6t_flow_saddr_rewrite_set (nat_6t_flow_t *f, u32 saddr)
248 {
249   f->ops |= NAT_FLOW_OP_SADDR_REWRITE;
250   f->rewrite.saddr.as_u32 = saddr;
251 }
252
253 always_inline void
254 nat_6t_flow_daddr_rewrite_set (nat_6t_flow_t *f, u32 daddr)
255 {
256   f->ops |= NAT_FLOW_OP_DADDR_REWRITE;
257   f->rewrite.daddr.as_u32 = daddr;
258 }
259
260 always_inline void
261 nat_6t_flow_sport_rewrite_set (nat_6t_flow_t *f, u32 sport)
262 {
263   f->ops |= NAT_FLOW_OP_SPORT_REWRITE;
264   f->rewrite.sport = sport;
265 }
266
267 always_inline void
268 nat_6t_flow_dport_rewrite_set (nat_6t_flow_t *f, u32 dport)
269 {
270   f->ops |= NAT_FLOW_OP_DPORT_REWRITE;
271   f->rewrite.dport = dport;
272 }
273
274 always_inline void
275 nat_6t_flow_txfib_rewrite_set (nat_6t_flow_t *f, u32 tx_fib_index)
276 {
277   f->ops |= NAT_FLOW_OP_TXFIB_REWRITE;
278   f->rewrite.fib_index = tx_fib_index;
279 }
280
281 always_inline void
282 nat_6t_flow_icmp_id_rewrite_set (nat_6t_flow_t *f, u16 id)
283 {
284   f->ops |= NAT_FLOW_OP_ICMP_ID_REWRITE;
285   f->rewrite.icmp_id = id;
286 }
287
288 typedef CLIB_PACKED(struct
289 {
290   /* Outside network tuple */
291   struct
292   {
293     ip4_address_t addr;
294     u32 fib_index;
295     u16 port;
296   } out2in;
297
298   /* Inside network tuple */
299   struct
300   {
301     ip4_address_t addr;
302     u32 fib_index;
303     u16 port;
304   } in2out;
305
306   nat_protocol_t nat_proto;
307
308   nat_6t_flow_t i2o;
309   nat_6t_flow_t o2i;
310
311   /* Flags */
312   u32 flags;
313
314   /* head of LRU list in which this session is tracked */
315   u32 lru_head_index;
316   /* index in global LRU list */
317   u32 lru_index;
318   f64 last_lru_update;
319
320   /* Last heard timer */
321   f64 last_heard;
322
323   /* Last HA refresh */
324   f64 ha_last_refreshed;
325
326   /* Counters */
327   u64 total_bytes;
328   u32 total_pkts;
329
330   /* External host address and port */
331   ip4_address_t ext_host_addr;
332   u16 ext_host_port;
333
334   /* External host address and port after translation */
335   ip4_address_t ext_host_nat_addr;
336   u16 ext_host_nat_port;
337
338   /* TCP session state */
339   u8 state;
340   u32 i2o_fin_seq;
341   u32 o2i_fin_seq;
342   u64 tcp_closed_timestamp;
343
344   /* per vrf sessions index */
345   u32 per_vrf_sessions_index;
346
347   u32 thread_index;
348 }) snat_session_t;
349
350 typedef struct
351 {
352   ip4_address_t addr;
353   u32 fib_index;
354 #define _(N, i, n, s) \
355   u32 busy_##n##_ports; \
356   u32 * busy_##n##_ports_per_thread; \
357   u32 busy_##n##_port_refcounts[65535];
358   foreach_nat_protocol
359 #undef _
360 } snat_address_t;
361
362 typedef struct
363 {
364   u32 fib_index;
365   u32 ref_count;
366 } nat_fib_t;
367
368 typedef struct
369 {
370   u32 fib_index;
371   u32 refcount;
372 } nat_outside_fib_t;
373
374 typedef struct
375 {
376   /* backend IP address */
377   ip4_address_t addr;
378   /* backend port number */
379   u16 port;
380   /* probability of the backend to be randomly matched */
381   u8 probability;
382   u8 prefix;
383   /* backend FIB table */
384   u32 vrf_id;
385   u32 fib_index;
386 } nat44_lb_addr_port_t;
387
388 typedef enum
389 {
390   /* twice-nat disabled */
391   TWICE_NAT_DISABLED,
392   /* twice-nat enabled */
393   TWICE_NAT,
394   /* twice-nat only when src IP equals dst IP after translation */
395   TWICE_NAT_SELF,
396 } twice_nat_type_t;
397
398 typedef enum
399 {
400   /* no load-balancing */
401   NO_LB_NAT,
402   /* load-balancing */
403   LB_NAT,
404   /* load-balancing with affinity */
405   AFFINITY_LB_NAT,
406 } lb_nat_type_t;
407
408 typedef struct
409 {
410   /* prefered pool address */
411   ip4_address_t pool_addr;
412   /* local IP address */
413   ip4_address_t local_addr;
414   /* external IP address */
415   ip4_address_t external_addr;
416   /* local port */
417   u16 local_port;
418   /* external port */
419   u16 external_port;
420   /* is twice-nat */
421   twice_nat_type_t twice_nat;
422   /* local FIB table */
423   u32 vrf_id;
424   u32 fib_index;
425   /* protocol */
426   nat_protocol_t proto;
427   /* 0 = disabled, otherwise client IP affinity sticky time in seconds */
428   u32 affinity;
429   /* worker threads used by backends/local host */
430   u32 *workers;
431   /* opaque string tag */
432   u8 *tag;
433   /* backends for load-balancing mode */
434   nat44_lb_addr_port_t *locals;
435   /* affinity per service lis */
436   u32 affinity_per_service_list_head_index;
437   /* flags */
438   u32 flags;
439 } snat_static_mapping_t;
440
441 typedef struct
442 {
443   u32 sw_if_index;
444   u8 flags;
445 } snat_interface_t;
446
447 typedef struct
448 {
449   ip4_address_t l_addr;
450   ip4_address_t pool_addr;
451   u16 l_port;
452   u16 e_port;
453   u32 sw_if_index;
454   u32 vrf_id;
455   nat_protocol_t proto;
456   u32 flags;
457   int addr_only;
458   int twice_nat;
459   int out2in_only;
460   int identity_nat;
461   int exact;
462   u8 *tag;
463 } snat_static_map_resolve_t;
464
465 typedef struct
466 {
467   /* Session pool */
468   snat_session_t *sessions;
469
470   /* Pool of doubly-linked list elements */
471   dlist_elt_t *list_pool;
472
473   /* LRU session list - head is stale, tail is fresh */
474   dlist_elt_t *lru_pool;
475   u32 tcp_trans_lru_head_index;
476   u32 tcp_estab_lru_head_index;
477   u32 udp_lru_head_index;
478   u32 icmp_lru_head_index;
479   u32 unk_proto_lru_head_index;
480
481   /* NAT thread index */
482   u32 snat_thread_index;
483
484   /* real thread index */
485   u32 thread_index;
486
487   per_vrf_sessions_t *per_vrf_sessions_vec;
488
489 } snat_main_per_thread_data_t;
490
491 struct snat_main_s;
492
493 u32 nat44_ed_get_in2out_worker_index (vlib_buffer_t *b, ip4_header_t *ip,
494                                       u32 rx_fib_index, u8 is_output);
495 u32 nat44_ed_get_out2in_worker_index (vlib_buffer_t *b, ip4_header_t *ip,
496                                       u32 rx_fib_index, u8 is_output);
497
498 /* Return worker thread index for given packet */
499 /* NAT address and port allocation function */
500 typedef int (nat_alloc_out_addr_and_port_function_t) (snat_address_t *
501                                                       addresses,
502                                                       u32 fib_index,
503                                                       u32 thread_index,
504                                                       nat_protocol_t proto,
505                                                       ip4_address_t * addr,
506                                                       u16 * port,
507                                                       u16 port_per_thread,
508                                                       u32 snat_thread_index);
509
510 typedef struct snat_main_s
511 {
512   /* Thread settings */
513   u32 num_workers;
514   u32 first_worker_index;
515   u32 *workers;
516   u16 port_per_thread;
517
518   /* Per thread data */
519   snat_main_per_thread_data_t *per_thread_data;
520
521   /* Find a static mapping by local */
522   clib_bihash_8_8_t static_mapping_by_local;
523
524   /* Find a static mapping by external */
525   clib_bihash_8_8_t static_mapping_by_external;
526
527   /* Static mapping pool */
528   snat_static_mapping_t *static_mappings;
529
530   /* Endpoint independent lookup tables */
531   clib_bihash_8_8_t in2out;
532   clib_bihash_8_8_t out2in;
533
534   /* Endpoint dependent lookup table */
535   clib_bihash_16_8_t flow_hash;
536
537   /* Interface pool */
538   snat_interface_t *interfaces;
539   snat_interface_t *output_feature_interfaces;
540
541   /* Vector of outside addresses */
542   snat_address_t *addresses;
543   /* Address and port allocation function */
544   nat_alloc_out_addr_and_port_function_t *alloc_addr_and_port;
545   /* Address and port allocation type */
546   nat_addr_and_port_alloc_alg_t addr_and_port_alloc_alg;
547   /* Port set parameters (MAP-E) */
548   u8 psid_offset;
549   u8 psid_length;
550   u16 psid;
551   /* Port range parameters */
552   u16 start_port;
553   u16 end_port;
554
555   /* vector of fibs */
556   nat_fib_t *fibs;
557
558   /* vector of outside fibs */
559   nat_outside_fib_t *outside_fibs;
560
561   /* Vector of twice NAT addresses for external hosts */
562   snat_address_t *twice_nat_addresses;
563
564   /* sw_if_indices whose intfc addresses should be auto-added */
565   u32 *auto_add_sw_if_indices;
566   u32 *auto_add_sw_if_indices_twice_nat;
567
568   /* vector of interface address static mappings to resolve. */
569   snat_static_map_resolve_t *to_resolve;
570
571   /* Randomize port allocation order */
572   u32 random_seed;
573
574   /* Worker handoff frame-queue index */
575   u32 fq_in2out_index;
576   u32 fq_in2out_output_index;
577   u32 fq_out2in_index;
578
579   u32 out2in_node_index;
580   u32 in2out_node_index;
581   u32 in2out_output_node_index;
582
583   nat44_config_t rconfig;
584   //nat44_config_t cconfig;
585
586   /* If forwarding is enabled */
587   u8 forwarding_enabled;
588
589   /* static mapping config */
590   u8 static_mapping_only;
591   u8 static_mapping_connection_tracking;
592
593   /* Is translation memory size calculated or user defined */
594   u8 translation_memory_size_set;
595
596   u32 translation_buckets;
597   u32 max_translations_per_thread;
598   u32 *max_translations_per_fib;
599
600   u32 outside_vrf_id;
601   u32 outside_fib_index;
602   u32 inside_vrf_id;
603   u32 inside_fib_index;
604
605   nat_timeouts_t timeouts;
606
607   /* TCP MSS clamping */
608   u16 mss_clamping;
609
610   /* counters */
611   vlib_simple_counter_main_t total_sessions;
612   u32 max_cfg_sessions_gauge; /* Index of max configured sessions gauge in
613                                  stats */
614
615 #define _(x) vlib_simple_counter_main_t x;
616   struct
617   {
618     struct
619     {
620       struct
621       {
622         foreach_nat_counter;
623       } in2out;
624
625       struct
626       {
627         foreach_nat_counter;
628       } out2in;
629     } fastpath;
630
631     struct
632     {
633       struct
634       {
635         foreach_nat_counter;
636       } in2out;
637
638       struct
639       {
640         foreach_nat_counter;
641       } out2in;
642     } slowpath;
643
644     vlib_simple_counter_main_t hairpinning;
645   } counters;
646 #undef _
647
648   /* API message ID base */
649   u16 msg_id_base;
650
651   /* log class */
652   vlib_log_class_t log_class;
653   /* logging level */
654   u8 log_level;
655
656   /* convenience */
657   api_main_t *api_main;
658   ip4_main_t *ip4_main;
659   ip_lookup_main_t *ip4_lookup_main;
660
661   fib_source_t fib_src_hi;
662   fib_source_t fib_src_low;
663
664   /* pat - dynamic mapping enabled or conneciton tracking */
665   u8 pat;
666
667   /* number of worker handoff frame queue elements */
668   u32 frame_queue_nelts;
669
670   /* nat44 plugin enabled */
671   u8 enabled;
672
673   vnet_main_t *vnet_main;
674
675 } snat_main_t;
676
677 typedef struct
678 {
679   u32 thread_index;
680   f64 now;
681 } nat44_is_idle_session_ctx_t;
682
683 typedef struct
684 {
685   u32 cached_sw_if_index;
686   u32 cached_ip4_address;
687 } snat_runtime_t;
688
689 extern snat_main_t snat_main;
690
691 // nat pre ed next_node feature classification
692 extern vlib_node_registration_t nat_default_node;
693 extern vlib_node_registration_t nat_pre_in2out_node;
694 extern vlib_node_registration_t nat_pre_out2in_node;
695
696 extern vlib_node_registration_t snat_in2out_node;
697 extern vlib_node_registration_t snat_in2out_output_node;
698 extern vlib_node_registration_t snat_out2in_node;
699 extern vlib_node_registration_t snat_in2out_worker_handoff_node;
700 extern vlib_node_registration_t snat_in2out_output_worker_handoff_node;
701 extern vlib_node_registration_t snat_out2in_worker_handoff_node;
702 extern vlib_node_registration_t nat44_ed_in2out_node;
703 extern vlib_node_registration_t nat44_ed_in2out_output_node;
704 extern vlib_node_registration_t nat44_ed_out2in_node;
705
706 extern fib_source_t nat_fib_src_hi;
707 extern fib_source_t nat_fib_src_low;
708
709 /* format functions */
710 format_function_t format_snat_static_mapping;
711 format_function_t format_snat_static_map_to_resolve;
712 format_function_t format_snat_session;
713 format_function_t format_snat_key;
714 format_function_t format_static_mapping_key;
715 format_function_t format_nat_protocol;
716 format_function_t format_nat_addr_and_port_alloc_alg;
717 /* unformat functions */
718 unformat_function_t unformat_nat_protocol;
719
720 /** \brief Check if SNAT session is created from static mapping.
721     @param s SNAT session
722     @return 1 if SNAT session is created from static mapping otherwise 0
723 */
724 #define snat_is_session_static(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_STATIC_MAPPING)
725
726 /** \brief Check if SNAT session for unknown protocol.
727     @param s SNAT session
728     @return 1 if SNAT session for unknown protocol otherwise 0
729 */
730 #define snat_is_unk_proto_session(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_UNKNOWN_PROTO)
731
732 /** \brief Check if NAT session is twice NAT.
733     @param s NAT session
734     @return 1 if NAT session is twice NAT
735 */
736 #define is_twice_nat_session(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_TWICE_NAT)
737
738 /** \brief Check if NAT session is load-balancing.
739     @param s NAT session
740     @return 1 if NAT session is load-balancing
741 */
742 #define is_lb_session(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_LOAD_BALANCING)
743
744 /** \brief Check if NAT session is forwarding bypass.
745     @param s NAT session
746     @return 1 if NAT session is load-balancing
747 */
748 #define is_fwd_bypass_session(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_FWD_BYPASS)
749
750 /** \brief Check if NAT session is endpoint dependent.
751     @param s NAT session
752     @return 1 if NAT session is endpoint dependent
753 */
754 #define is_ed_session(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_ENDPOINT_DEPENDENT)
755
756 /** \brief Check if NAT session has affinity record.
757     @param s NAT session
758     @return 1 if NAT session has affinity record
759 */
760 #define is_affinity_sessions(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_AFFINITY)
761
762 /** \brief Check if exact pool address should be used.
763     @param s SNAT session
764     @return 1 if exact pool address or 0
765 */
766 #define is_exact_address_session(s) (s->flags & SNAT_SESSION_FLAG_EXACT_ADDRESS)
767
768 /** \brief Check if NAT interface is inside.
769     @param i NAT interface
770     @return 1 if inside interface
771 */
772 #define nat_interface_is_inside(i) i->flags & NAT_INTERFACE_FLAG_IS_INSIDE
773
774 /** \brief Check if NAT interface is outside.
775     @param i NAT interface
776     @return 1 if outside interface
777 */
778 #define nat_interface_is_outside(i) i->flags & NAT_INTERFACE_FLAG_IS_OUTSIDE
779
780 /** \brief Check if NAT44 endpoint-dependent TCP session is closed.
781     @param s NAT session
782     @return 1 if session is closed
783 */
784 #define nat44_is_ses_closed(s) s->state == 0xf
785
786 /** \brief Check if NAT static mapping is address only (1:1NAT).
787     @param sm NAT static mapping
788     @return 1 if 1:1NAT, 0 if 1:1NAPT
789 */
790 #define is_addr_only_static_mapping(sm) (sm->flags & NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_ADDR_ONLY)
791
792 /** \brief Check if NAT static mapping match only out2in direction.
793     @param sm NAT static mapping
794     @return 1 if rule match only out2in direction
795 */
796 #define is_out2in_only_static_mapping(sm) (sm->flags & NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_OUT2IN_ONLY)
797
798 /** \brief Check if NAT static mapping is identity NAT.
799     @param sm NAT static mapping
800     @return 1 if identity NAT
801 */
802 #define is_identity_static_mapping(sm) (sm->flags & NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_IDENTITY_NAT)
803
804 /** \brief Check if NAT static mapping is load-balancing.
805     @param sm NAT static mapping
806     @return 1 if load-balancing
807 */
808 #define is_lb_static_mapping(sm) (sm->flags & NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_LB)
809
810 /** \brief Check if exact pool address should be used.
811     @param s SNAT session
812     @return 1 if exact pool address or 0
813 */
814 #define is_exact_address(s) (s->flags & NAT_STATIC_MAPPING_FLAG_EXACT_ADDRESS)
815
816 /** \brief Check if client initiating TCP connection (received SYN from client)
817     @param t TCP header
818     @return 1 if client initiating TCP connection
819 */
820 always_inline bool
821 tcp_flags_is_init (u8 f)
822 {
823   return (f & TCP_FLAG_SYN) && !(f & TCP_FLAG_ACK);
824 }
825
826 /* logging */
827 #define nat_log_err(...) \
828   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_ERR, snat_main.log_class, __VA_ARGS__)
829 #define nat_log_warn(...) \
830   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_WARNING, snat_main.log_class, __VA_ARGS__)
831 #define nat_log_notice(...) \
832   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_NOTICE, snat_main.log_class, __VA_ARGS__)
833 #define nat_log_info(...) \
834   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_INFO, snat_main.log_class, __VA_ARGS__)
835 #define nat_log_debug(...)\
836   vlib_log(VLIB_LOG_LEVEL_DEBUG, snat_main.log_class, __VA_ARGS__)
837
838 /**
839  * @brief Enable NAT44 plugin
840  *
841  * @param c         nat44_config_t
842  *
843  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
844  */
845 int nat44_plugin_enable (nat44_config_t c);
846
847 /**
848  * @brief Disable NAT44 plugin
849  *
850  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
851  */
852 int nat44_plugin_disable ();
853
854 /**
855  * @brief Add external address to NAT44 pool
856  *
857  * @param sm        snat global configuration data
858  * @param addr      IPv4 address
859  * @param vrf_id    VRF id of tenant, ~0 means independent of VRF
860  * @param twice_nat 1 if twice NAT address
861  *
862  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
863  */
864 int snat_add_address (snat_main_t * sm, ip4_address_t * addr, u32 vrf_id,
865                       u8 twice_nat);
866
867 /**
868  * @brief Delete external address from NAT44 pool
869  *
870  * @param sm        snat global configuration data
871  * @param addr      IPv4 address
872  * @param delete_sm 1 if delete static mapping using address
873  * @param twice_nat 1 if twice NAT address
874  *
875  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
876  */
877 int snat_del_address (snat_main_t * sm, ip4_address_t addr, u8 delete_sm,
878                       u8 twice_nat);
879
880 /**
881  * @brief Add/delete external address to FIB DPO (out2in DPO mode)
882  *
883  * @param addr   IPv4 address
884  * @param is_add 1 = add, 0 = delete
885  *
886  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
887  */
888 void nat44_add_del_address_dpo (ip4_address_t addr, u8 is_add);
889
890 /**
891  * @brief Add/delete NAT44 static mapping
892  *
893  * @param l_addr       local IPv4 address
894  * @param e_addr       external IPv4 address
895  * @param l_port       local port number
896  * @param e_port       external port number
897  * @param vrf_id       local VRF ID
898  * @param addr_only    1 = 1:1NAT, 0 = 1:1NAPT
899  * @param sw_if_index  use interface address as external IPv4 address
900  * @param proto        L4 protocol
901  * @param is_add       1 = add, 0 = delete
902  * @param twice_nat    twice-nat mode
903  * @param out2in_only  if 1 rule match only out2in direction
904  * @param tag          opaque string tag
905  * @param identity_nat identity NAT
906  * @param pool_addr    pool IPv4 address
907  * @param exact        1 = exact pool address
908  *
909  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
910  */
911 int snat_add_static_mapping (ip4_address_t l_addr, ip4_address_t e_addr,
912                              u16 l_port, u16 e_port, u32 vrf_id,
913                              int addr_only, u32 sw_if_index,
914                              nat_protocol_t proto, int is_add,
915                              twice_nat_type_t twice_nat, u8 out2in_only,
916                              u8 * tag, u8 identity_nat,
917                              ip4_address_t pool_addr, int exact);
918
919 /**
920  * @brief Add/delete static mapping with load-balancing (multiple backends)
921  *
922  * @param e_addr      external IPv4 address
923  * @param e_port      external port number
924  * @param proto       L4 protocol
925  * @param locals      list of local backends
926  * @param is_add      1 = add, 0 = delete
927  * @param twice_nat   twice-nat mode
928  * @param out2in_only if 1 rule match only out2in direction
929  * @param tag         opaque string tag
930  * @param affinity    0 = disabled, otherwise client IP affinity sticky time
931  *
932  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
933  */
934 int nat44_add_del_lb_static_mapping (ip4_address_t e_addr, u16 e_port,
935                                      nat_protocol_t proto,
936                                      nat44_lb_addr_port_t * locals, u8 is_add,
937                                      twice_nat_type_t twice_nat,
938                                      u8 out2in_only, u8 * tag, u32 affinity);
939
940 int nat44_lb_static_mapping_add_del_local (ip4_address_t e_addr, u16 e_port,
941                                            ip4_address_t l_addr, u16 l_port,
942                                            nat_protocol_t proto, u32 vrf_id,
943                                            u8 probability, u8 is_add);
944
945 clib_error_t *nat44_api_hookup (vlib_main_t * vm);
946
947 /**
948  * @brief Set NAT plugin workers
949  *
950  * @param bitmap NAT workers bitmap
951  *
952  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
953  */
954 int snat_set_workers (uword * bitmap);
955
956 /**
957  * @brief Set NAT plugin number of frame queue elements
958  *
959  * @param frame_queue_nelts number of worker handoff frame queue elements
960  *
961  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
962  */
963 int snat_set_frame_queue_nelts (u32 frame_queue_nelts);
964
965 /**
966  * @brief Enable/disable NAT44 feature on the interface
967  *
968  * @param sw_if_index software index of the interface
969  * @param is_inside   1 = inside, 0 = outside
970  * @param is_del      1 = delete, 0 = add
971  *
972  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
973  */
974 int snat_interface_add_del (u32 sw_if_index, u8 is_inside, int is_del);
975
976 /**
977  * @brief Enable/disable NAT44 output feature on the interface (postrouting NAT)
978  *
979  * @param sw_if_index software index of the interface
980  * @param is_inside   1 = inside, 0 = outside
981  * @param is_del      1 = delete, 0 = add
982  *
983  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
984  */
985 int snat_interface_add_del_output_feature (u32 sw_if_index, u8 is_inside,
986                                            int is_del);
987
988 /**
989  * @brief Add/delete NAT44 pool address from specific interface
990  *
991  * @param sw_if_index software index of the interface
992  * @param is_del      1 = delete, 0 = add
993  * @param twice_nat   1 = twice NAT address for external hosts
994  *
995  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
996  */
997 int snat_add_interface_address (snat_main_t * sm, u32 sw_if_index, int is_del,
998                                 u8 twice_nat);
999
1000 /**
1001  * @brief Delete NAT44 endpoint-dependent session
1002  *
1003  * @param sm     snat global configuration data
1004  * @param addr   IPv4 address
1005  * @param port   L4 port number
1006  * @param proto  L4 protocol
1007  * @param vrf_id VRF ID
1008  * @param is_in  1 = inside network address and port pair, 0 = outside
1009  *
1010  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
1011  */
1012 int nat44_del_ed_session (snat_main_t * sm, ip4_address_t * addr, u16 port,
1013                           ip4_address_t * eh_addr, u16 eh_port, u8 proto,
1014                           u32 vrf_id, int is_in);
1015
1016 /**
1017  * @brief Free NAT44 session data (lookup keys, external address port)
1018  *
1019  * @param sm           snat global configuration data
1020  * @param s            NAT session
1021  * @param thread_index thread index
1022  * @param is_ha        is HA event
1023  */
1024 void nat_free_session_data (snat_main_t * sm, snat_session_t * s,
1025                             u32 thread_index, u8 is_ha);
1026
1027 /**
1028  * @brief Set NAT44 session limit (session limit, vrf id)
1029  *
1030  * @param session_limit Session limit
1031  * @param vrf_id        VRF id
1032  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
1033  */
1034 int nat44_set_session_limit (u32 session_limit, u32 vrf_id);
1035
1036 /**
1037  * @brief Update NAT44 session limit flushing all data (session limit, vrf id)
1038  *
1039  * @param session_limit Session limit
1040  * @param vrf_id        VRF id
1041  * @return 0 on success, non-zero value otherwise
1042  */
1043 int nat44_update_session_limit (u32 session_limit, u32 vrf_id);
1044
1045 /**
1046  * @brief Free outside address and port pair
1047  *
1048  * @param addresses    vector of outside addresses
1049  * @param thread_index thread index
1050  * @param key          address, port and protocol
1051  */
1052 void
1053 snat_free_outside_address_and_port (snat_address_t * addresses,
1054                                     u32 thread_index,
1055                                     ip4_address_t * addr,
1056                                     u16 port, nat_protocol_t protocol);
1057
1058 void expire_per_vrf_sessions (u32 fib_index);
1059
1060 /**
1061  * @brief Match NAT44 static mapping.
1062  *
1063  * @param key             address and port to match
1064  * @param addr            external/local address of the matched mapping
1065  * @param port            port of the matched mapping
1066  * @param fib_index       fib index of the matched mapping
1067  * @param by_external     if 0 match by local address otherwise match by external
1068  *                        address
1069  * @param is_addr_only    1 if matched mapping is address only
1070  * @param twice_nat       matched mapping is twice NAT type
1071  * @param lb              1 if matched mapping is load-balanced
1072  * @param ext_host_addr   external host address
1073  * @param is_identity_nat 1 if indentity mapping
1074  * @param out             if !=0 set to pointer of the mapping structure
1075  *
1076  * @returns 0 if match found otherwise 1.
1077  */
1078 int snat_static_mapping_match (
1079   vlib_main_t *vm, snat_main_t *sm, ip4_address_t match_addr, u16 match_port,
1080   u32 match_fib_index, nat_protocol_t match_protocol,
1081   ip4_address_t *mapping_addr, u16 *mapping_port, u32 *mapping_fib_index,
1082   u8 by_external, u8 *is_addr_only, twice_nat_type_t *twice_nat,
1083   lb_nat_type_t *lb, ip4_address_t *ext_host_addr, u8 *is_identity_nat,
1084   snat_static_mapping_t **out);
1085
1086 /**
1087  * @brief Add/del NAT address to FIB.
1088  *
1089  * Add the external NAT address to the FIB as receive entries. This ensures
1090  * that VPP will reply to ARP for this address and we don't need to enable
1091  * proxy ARP on the outside interface.
1092  *
1093  * @param addr        IPv4 address
1094  * @param plen        address prefix length
1095  * @param sw_if_index software index of the outside interface
1096  * @param is_add      0 = delete, 1 = add.
1097  */
1098 void snat_add_del_addr_to_fib (ip4_address_t * addr,
1099                                u8 p_len, u32 sw_if_index, int is_add);
1100
1101 #if 0
1102 void
1103 nat_ha_sadd_ed_cb (ip4_address_t * in_addr, u16 in_port,
1104                    ip4_address_t * out_addr, u16 out_port,
1105                    ip4_address_t * eh_addr, u16 eh_port,
1106                    ip4_address_t * ehn_addr, u16 ehn_port, u8 proto,
1107                    u32 fib_index, u16 flags, u32 thread_index);
1108
1109 void
1110 nat_ha_sdel_ed_cb (ip4_address_t * out_addr, u16 out_port,
1111                    ip4_address_t * eh_addr, u16 eh_port, u8 proto,
1112                    u32 fib_index, u32 ti);
1113
1114 void
1115 nat_ha_sref_ed_cb (ip4_address_t * out_addr, u16 out_port,
1116                    ip4_address_t * eh_addr, u16 eh_port, u8 proto,
1117                    u32 fib_index, u32 total_pkts, u64 total_bytes,
1118                    u32 thread_index);
1119 #endif
1120
1121 int nat_set_outside_address_and_port (snat_address_t *addresses,
1122                                       u32 thread_index, ip4_address_t addr,
1123                                       u16 port, nat_protocol_t protocol);
1124
1125 /*
1126  * Why is this here? Because we don't need to touch this layer to
1127  * simply reply to an icmp. We need to change id to a unique
1128  * value to NAT an echo request/reply.
1129  */
1130
1131 typedef struct
1132 {
1133   u16 identifier;
1134   u16 sequence;
1135 } icmp_echo_header_t;
1136
1137 typedef struct
1138 {
1139   u16 src_port, dst_port;
1140 } tcp_udp_header_t;
1141
1142 u32 get_thread_idx_by_port (u16 e_port);
1143
1144 u8 *format_static_mapping_kvp (u8 *s, va_list *args);
1145
1146 u8 *format_session_kvp (u8 *s, va_list *args);
1147
1148 u32 nat_calc_bihash_buckets (u32 n_elts);
1149
1150 void nat44_addresses_free (snat_address_t **addresses);
1151
1152 void nat44_ed_sessions_clear ();
1153
1154 int nat44_ed_set_frame_queue_nelts (u32 frame_queue_nelts);
1155
1156 typedef enum
1157 {
1158   NAT_ED_TRNSL_ERR_SUCCESS = 0,
1159   NAT_ED_TRNSL_ERR_TRANSLATION_FAILED = 1,
1160   NAT_ED_TRNSL_ERR_FLOW_MISMATCH = 2,
1161 } nat_translation_error_e;
1162
1163 nat_translation_error_e
1164 nat_6t_flow_buf_translate (snat_main_t *sm, vlib_buffer_t *b, ip4_header_t *ip,
1165                            nat_6t_flow_t *f, nat_protocol_t proto,
1166                            int is_output_feature);
1167
1168 void nat_6t_l3_l4_csum_calc (nat_6t_flow_t *f);
1169
1170 format_function_t format_nat_ed_translation_error;
1171 format_function_t format_nat_6t_flow;
1172 format_function_t format_ed_session_kvp;
1173
1174 #endif /* __included_nat44_ed_h__ */
1175 /*
1176  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1177  *
1178  * Local Variables:
1179  * eval: (c-set-style "gnu")
1180  * End:
1181  */