src/plugins/nat/nat64_db.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 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
  17  * @brief NAT64 DB
  18  */
  19 #ifndef __included_nat64_db_h__
  20 #define __included_nat64_db_h__
  21
  22 #include <vppinfra/bihash_24_8.h>
  23 #include <vppinfra/bihash_48_8.h>
  24 #include <nat/nat.h>
  25
  26
  27 typedef struct
  28 {
  29   union
  30   {
  31     struct
  32     {
  33       ip46_address_t addr;
  34       u32 fib_index;
  35       u16 port;
  36       u8 proto;
  37       u8 rsvd;
  38     };
  39     u64 as_u64[3];
  40   };
  41 } nat64_db_bib_entry_key_t;
  42
  43 /* *INDENT-OFF* */
  44 typedef CLIB_PACKED(struct
  45 {
  46   ip6_address_t in_addr;
  47   u16 in_port;
  48   ip4_address_t out_addr;
  49   u16 out_port;
  50   u32 fib_index;
  51   u32 ses_num;
  52   u8 proto;
  53   u8 is_static;
  54 }) nat64_db_bib_entry_t;
  55 /* *INDENT-ON* */
  56
  57 typedef struct
  58 {
  59   /* BIBs */
  60 /* *INDENT-OFF* */
  61 #define _(N, i, n, s) \
  62   nat64_db_bib_entry_t *_##n##_bib;
  63   foreach_snat_protocol
  64 #undef _
  65 /* *INDENT-ON* */
  66   nat64_db_bib_entry_t *_unk_proto_bib;
  67
  68   /* BIB lookup */
  69   clib_bihash_24_8_t in2out;
  70   clib_bihash_24_8_t out2in;
  71
  72   u32 limit;
  73   u32 bib_entries_num;
  74 } nat64_db_bib_t;
  75
  76 typedef struct
  77 {
  78   union
  79   {
  80     struct
  81     {
  82       ip46_address_t l_addr;
  83       ip46_address_t r_addr;
  84       u32 fib_index;
  85       u16 l_port;
  86       u16 r_port;
  87       u8 proto;
  88       u8 rsvd[7];
  89     };
  90     u64 as_u64[6];
  91   };
  92 } nat64_db_st_entry_key_t;
  93
  94 /* *INDENT-OFF* */
  95 typedef CLIB_PACKED(struct
  96 {
  97   ip6_address_t in_r_addr;
  98   ip4_address_t out_r_addr;
  99   u16 r_port;
 100   u32 bibe_index;
 101   u32 expire;
 102   u8 proto;
 103   u8 tcp_state;
 104 }) nat64_db_st_entry_t;
 105 /* *INDENT-ON* */
 106
 107 typedef struct
 108 {
 109   /* session tables */
 110 /* *INDENT-OFF* */
 111 #define _(N, i, n, s) \
 112   nat64_db_st_entry_t *_##n##_st;
 113   foreach_snat_protocol
 114 #undef _
 115 /* *INDENT-ON* */
 116   nat64_db_st_entry_t *_unk_proto_st;
 117
 118   /* session lookup */
 119   clib_bihash_48_8_t in2out;
 120   clib_bihash_48_8_t out2in;
 121
 122   u32 limit;
 123   u32 st_entries_num;
 124 } nat64_db_st_t;
 125
 126 struct nat64_db_s;
 127
 128 /**
 129  * @brief Call back function to free NAT64 pool address and port when BIB
 130  * entry is deleted.
 131  */
 132 typedef void (*nat64_db_free_addr_port_function_t) (struct nat64_db_s * db,
 133                                                     ip4_address_t * addr,
 134                                                     u16 port, u8 proto);
 135
 136 typedef struct nat64_db_s
 137 {
 138   nat64_db_bib_t bib;
 139   nat64_db_st_t st;
 140   nat64_db_free_addr_port_function_t free_addr_port_cb;
 141   u8 addr_free;
 142 } nat64_db_t;
 143
 144 /**
 145  * @brief Initialize NAT64 DB.
 146  *
 147  * @param db NAT64 DB.
 148  * @param bib_buckets Number of BIB hash buckets.
 149  * @param bib_memory_size Memory size of BIB hash.
 150  * @param st_buckets Number of session table hash buckets.
 151  * @param st_memory_size Memory size of session table hash.
 152  * @param free_addr_port_cb Call back function to free address and port.
 153  *
 154  * @returns 0 on success, non-zero value otherwise.
 155  */
 156 int nat64_db_init (nat64_db_t * db, u32 bib_buckets, u32 bib_memory_size,
 157                    u32 st_buckets, u32 st_memory_size,
 158                    nat64_db_free_addr_port_function_t free_addr_port_cb);
 159
 160 /**
 161  * @brief Create new NAT64 BIB entry.
 162  *
 163  * @param thread_index thread index.
 164  * @param db NAT64 DB.
 165  * @param in_addr Inside IPv6 address.
 166  * @param out_addr Outside IPv4 address.
 167  * @param in_port Inside port number.
 168  * @param out_port Outside port number.
 169  * @param fib_index FIB index.
 170  * @param proto L4 protocol.
 171  * @param is_static 1 if static, 0 if dynamic.
 172  *
 173  * @returns BIB entry on success, 0 otherwise.
 174  */
 175 nat64_db_bib_entry_t *nat64_db_bib_entry_create (u32 thread_index,
 176                                                  nat64_db_t * db,
 177                                                  ip6_address_t * in_addr,
 178                                                  ip4_address_t * out_addr,
 179                                                  u16 in_port, u16 out_port,
 180                                                  u32 fib_index, u8 proto,
 181                                                  u8 is_static);
 182
 183 /**
 184  * @brief Free NAT64 BIB entry.
 185  *
 186  * @param thread_index thread index.
 187  * @param db NAT64 DB.
 188  * @param bibe BIB entry.
 189  */
 190 void nat64_db_bib_entry_free (u32 thread_index, nat64_db_t * db,
 191                               nat64_db_bib_entry_t * bibe);
 192
 193 /**
 194  * @brief Call back function when walking NAT64 BIB, non-zero
 195  * return value stop walk.
 196  */
 197 typedef int (*nat64_db_bib_walk_fn_t) (nat64_db_bib_entry_t * bibe,
 198                                        void *ctx);
 199 /**
 200  * @brief Walk NAT64 BIB.
 201  *
 202  * @param db NAT64 DB.
 203  * @param proto BIB L4 protocol:
 204  *  - 255 all BIBs
 205  *  - 6 TCP BIB
 206  *  - 17 UDP BIB
 207  *  - 1/58 ICMP BIB
 208  *
 209  * u - otherwise "unknown" protocol BIB
 210  * @param fn The function to invoke on each entry visited.
 211  * @param ctx A context passed in the visit function.
 212  */
 213 void nat64_db_bib_walk (nat64_db_t * db, u8 proto,
 214                         nat64_db_bib_walk_fn_t fn, void *ctx);
 215
 216 /**
 217  * @brief Find NAT64 BIB entry.
 218  *
 219  * @param db NAT64 DB.
 220  * @param addr IP address.
 221  * @param port Port number.
 222  * @param proto L4 protocol.
 223  * @param fib_index FIB index.
 224  * @param is_ip6 1 if find by IPv6 (inside) address, 0 by IPv4 (outside).
 225  *
 226  * @return BIB entry if found.
 227  */
 228 nat64_db_bib_entry_t *nat64_db_bib_entry_find (nat64_db_t * db,
 229                                                ip46_address_t * addr,
 230                                                u16 port,
 231                                                u8 proto,
 232                                                u32 fib_index, u8 is_ip6);
 233
 234 /**
 235  * @brief Get BIB entry by index and protocol.
 236  *
 237  * @param db NAT64 DB.
 238  * @param proto L4 protocol.
 239  * @param bibe_index BIB entry index.
 240  *
 241  * @return BIB entry if found.
 242  */
 243 nat64_db_bib_entry_t *nat64_db_bib_entry_by_index (nat64_db_t * db,
 244                                                    u8 proto, u32 bibe_index);
 245 /**
 246  * @brief Create new NAT64 session table entry.
 247  *
 248  * @param thread_index thread index.
 249  * @param db NAT64 DB.
 250  * @param bibe Corresponding BIB entry.
 251  * @param in_r_addr Inside IPv6 address of the remote host.
 252  * @param out_r_addr Outside IPv4 address of the remote host.
 253  * @param r_port Remote host port number.
 254  *
 255  * @returns BIB entry on success, 0 otherwise.
 256  */
 257 nat64_db_st_entry_t *nat64_db_st_entry_create (u32 thread_index,
 258                                                nat64_db_t * db,
 259                                                nat64_db_bib_entry_t * bibe,
 260                                                ip6_address_t * in_r_addr,
 261                                                ip4_address_t * out_r_addr,
 262                                                u16 r_port);
 263
 264 /**
 265  * @brief Free NAT64 session table entry.
 266  *
 267  * @param thread_index thread index.
 268  * @param db NAT64 DB.
 269  * @param ste Session table entry.
 270  */
 271 void nat64_db_st_entry_free (u32 thread_index, nat64_db_t * db,
 272                              nat64_db_st_entry_t * ste);
 273
 274 /**
 275  * @brief Find NAT64 session table entry.
 276  *
 277  * @param db NAT64 DB.
 278  * @param l_addr Local host address.
 279  * @param r_addr Remote host address.
 280  * @param l_port Local host port number.
 281  * @param r_port Remote host port number.
 282  * @param proto L4 protocol.
 283  * @param fib_index FIB index.
 284  * @param is_ip6 1 if find by IPv6 (inside) address, 0 by IPv4 (outside).
 285  *
 286  * @return BIB entry if found.
 287  */
 288 nat64_db_st_entry_t *nat64_db_st_entry_find (nat64_db_t * db,
 289                                              ip46_address_t * l_addr,
 290                                              ip46_address_t * r_addr,
 291                                              u16 l_port, u16 r_port,
 292                                              u8 proto,
 293                                              u32 fib_index, u8 is_ip6);
 294
 295 /**
 296  * @brief Call back function when walking NAT64 session table, non-zero
 297  * return value stop walk.
 298  */
 299 typedef int (*nat64_db_st_walk_fn_t) (nat64_db_st_entry_t * ste, void *ctx);
 300
 301 /**
 302  * @brief Walk NAT64 session table.
 303  *
 304  * @param db NAT64 DB.
 305  * @param proto L4 protocol:
 306  *  - 255 all session tables
 307  *  - 6 TCP session table
 308  *  - 17 UDP session table
 309  *  - 1/58 ICMP session table
 310  *  - otherwise "unknown" protocol session table
 311  * @param fn The function to invoke on each entry visited.
 312  * @param ctx A context passed in the visit function.
 313  */
 314 void nat64_db_st_walk (nat64_db_t * db, u8 proto,
 315                        nat64_db_st_walk_fn_t fn, void *ctx);
 316
 317 /**
 318  * @brief Free expired session entries in session tables.
 319  *
 320  * @param thread_index thread index.
 321  * @param db NAT64 DB.
 322  * @param now Current time.
 323  */
 324 void nad64_db_st_free_expired (u32 thread_index, nat64_db_t * db, u32 now);
 325
 326 /**
 327  * @brief Free sessions using specific outside address.
 328  *
 329  * @param thread_index thread index.
 330  * @param db NAT64 DB.
 331  * @param out_addr Outside address to match.
 332  */
 333 void nat64_db_free_out_addr (u32 thread_index, nat64_db_t * db,
 334                              ip4_address_t * out_addr);
 335
 336 /*
 337  * @brief Get ST entry index.
 338  *
 339  * @param db NAT64 DB.
 340  * @param ste ST entry.
 341  *
 342  * @return ST entry index on success, ~0 otherwise.
 343  */
 344 u32 nat64_db_st_entry_get_index (nat64_db_t * db, nat64_db_st_entry_t * ste);
 345
 346 /**
 347  * @brief Get ST entry by index and protocol.
 348  *
 349  * @param db NAT64 DB.
 350  * @param proto L4 protocol.
 351  * @param bibe_index ST entry index.
 352  *
 353  * @return BIB entry if found.
 354  */
 355 nat64_db_st_entry_t *nat64_db_st_entry_by_index (nat64_db_t * db,
 356                                                  u8 proto, u32 ste_index);
 357 #endif /* __included_nat64_db_h__ */
 358
 359 /*
 360  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 361  *
 362  * Local Variables:
 363  * eval: (c-set-style "gnu")
 364  * End:
 365  */