test/test_lb.py

   1 import unittest
   2 import time
   3 import socket
   4 from framework import VppTestCase, VppTestRunner
   5 from util import Util
   6
   7 from scapy.packet import Raw
   8 from scapy.layers.l2 import Ether, GRE
   9 from scapy.layers.inet import IP, UDP
  10 from scapy.layers.inet6 import IPv6
  11
  12 ## TestLB is a subclass of Util and VPPTestCase classes.
  13 #
  14 #  TestLB class defines Load Balancer test cases for:
  15 #   - IP4 to GRE4 encap
  16 #   - IP4 to GRE6 encap
  17 #   - IP6 to GRE4 encap
  18 #   - IP6 to GRE6 encap
  19 #
  20 #  As stated in comments below, GRE has issues with IPv6.
  21 #  All test cases involving IPv6 are executed, but
  22 #  received packets are not parsed and checked.
  23 #
  24 class TestLB(Util, VppTestCase):
  25     """ Load Balancer Test Case """
  26
  27     @classmethod
  28     def setUpClass(cls):
  29         super(TestLB, cls).setUpClass()
  30
  31         cls.ass = range(5)
  32         cls.packets = range(100)
  33
  34         try:
  35             cls.create_interfaces([0,1])
  36             cls.api("sw_interface_dump")
  37             cls.config_ip4([0,1])
  38             cls.config_ip6([0,1])
  39             cls.resolve_arp([0,1])
  40             cls.resolve_icmpv6_nd([0,1])
  41             cls.cli(0, "ip route add 10.0.0.0/24 via %s pg1" % (cls.MY_IP4S[1]))
  42             cls.cli(0, "ip route add 2002::/16 via %s pg1" % (cls.MY_IP6S[1]))
  43             cls.cli(0, "lb conf buckets-log2 20 ip4-src-address 39.40.41.42 ip6-src-address fd00:f00d::1")
  44
  45         except Exception as e:
  46             super(TestLB, cls).tearDownClass()
  47             raise
  48
  49     def tearDown(self):
  50         self.cli(2, "show int")
  51         self.cli(2, "show trace")
  52         self.cli(2, "show lb vip verbose")
  53
  54     def getIPv4Flow(self, id):
  55         return (IP(dst="90.0.%u.%u" % (id / 255, id % 255),
  56               src="40.0.%u.%u" % (id / 255, id % 255)) /
  57                 UDP(sport=10000 + id, dport=20000 + id))
  58
  59     def getIPv6Flow(self, id):
  60         return (IPv6(dst="2001::%u" % (id), src="fd00:f00d:ffff::%u" % (id)) /
  61             UDP(sport=10000 + id, dport=20000 + id))
  62
  63     def generatePackets(self, isv4):
  64         pkts = []
  65         for pktid in self.packets:
  66             info = self.create_packet_info(0, pktid)
  67             payload = self.info_to_payload(info)
  68             ip = self.getIPv4Flow(pktid) if isv4 else self.getIPv6Flow(pktid)
  69             packet=(Ether(dst=self.VPP_MACS[0], src=self.MY_MACS[0]) /
  70                     ip / Raw(payload))
  71             self.extend_packet(packet, 128)
  72             info.data = packet.copy()
  73             pkts.append(packet)
  74         return pkts
  75
  76     def checkInner(self, gre, isv4):
  77         self.assertEqual(gre.proto, 0x0800 if isv4 else 0x86DD)
  78         self.assertEqual(gre.flags, 0)
  79         self.assertEqual(gre.version, 0)
  80         inner = gre[IP] if isv4 else gre[IPv6]
  81         payload_info = self.payload_to_info(str(gre[Raw]))
  82         packet_index = payload_info.index
  83         self.info = self.get_next_packet_info_for_interface2(0, payload_info.dst, self.info)
  84         self.assertEqual(str(inner), str(self.info.data[IP]))
  85
  86     def checkCapture(self, gre4, isv4):
  87         out = self.pg_get_capture(0)
  88         self.assertEqual(len(out), 0)
  89         out = self.pg_get_capture(1)
  90         self.assertEqual(len(out), len(self.packets))
  91
  92         load = [0] * len(self.ass)
  93         self.info = None
  94         for p in out:
  95             try:
  96                 asid = 0
  97                 gre = None
  98                 if gre4:
  99                     ip = p[IP]
 100                     gre = p[GRE]
 101                     inner = gre[IP] if isv4 else gre[IPv6]
 102                     asid = int(ip.dst.split(".")[3])
 103                     self.assertEqual(ip.version, 4)
 104                     self.assertEqual(ip.flags, 0)
 105                     self.assertEqual(ip.src, "39.40.41.42")
 106                     self.assertEqual(ip.dst, "10.0.0.%u" % asid)
 107                     self.assertEqual(ip.proto, 47)
 108                     self.assertEqual(len(ip.options), 0)
 109                     self.assertTrue(ip.ttl >= 64)
 110                 else:
 111                     ip = p[IPv6]
 112                     gre = p[GRE]
 113                     inner = gre[IP] if isv4 else gre[IPv6]
 114                     asid = ip.dst.split(":")
 115                     asid = asid[len(asid) - 1]
 116                     asid = 0 if asid=="" else int(asid)
 117                     self.assertEqual(ip.version, 6)
 118                     # Todo: Given scapy... I will do that when it works.
 119                 self.checkInner(gre, isv4)
 120                 load[asid] += 1
 121             except:
 122                 self.log("Unexpected or invalid packet:")
 123                 p.show()
 124                 raise
 125
 126         # This is just to roughly check that the balancing algorithm
 127         # is not completly biased.
 128         for asid in self.ass:
 129             if load[asid] < len(self.packets)/(len(self.ass)*2):
 130                 self.log("ASS is not balanced: load[%d] = %d" % (asid, load[asid]))
 131                 raise Exception("Load Balancer algorithm is biased")
 132
 133
 134     def test_lb_ip4_gre4(self):
 135         """ Load Balancer IP4 GRE4 """
 136
 137         return
 138         self.cli(0, "lb vip 90.0.0.0/8 encap gre4")
 139         for asid in self.ass:
 140             self.cli(0, "lb as 90.0.0.0/8 10.0.0.%u" % (asid))
 141
 142         self.pg_add_stream(0, self.generatePackets(1))
 143         self.pg_enable_capture([0,1])
 144         self.pg_start()
 145         self.checkCapture(1, 1)
 146
 147         for asid in self.ass:
 148             self.cli(0, "lb as 90.0.0.0/8 10.0.0.%u del" % (asid))
 149         self.cli(0, "lb vip 90.0.0.0/8 encap gre4 del")
 150
 151
 152     def test_lb_ip6_gre4(self):
 153         """ Load Balancer IP6 GRE4 """
 154
 155         self.cli(0, "lb vip 2001::/16 encap gre4")
 156         for asid in self.ass:
 157             self.cli(0, "lb as 2001::/16 10.0.0.%u" % (asid))
 158
 159         self.pg_add_stream(0, self.generatePackets(0))
 160         self.pg_enable_capture([0,1])
 161         self.pg_start()
 162
 163         # Scapy fails parsing IPv6 over GRE.
 164         # This check is therefore disabled for now.
 165         #self.checkCapture(1, 0)
 166
 167         for asid in self.ass:
 168             self.cli(0, "lb as 2001::/16 10.0.0.%u del" % (asid))
 169         self.cli(0, "lb vip 2001::/16 encap gre4 del")
 170
 171
 172     def test_lb_ip4_gre6(self):
 173         """ Load Balancer IP4 GRE6 """
 174
 175         self.cli(0, "lb vip 90.0.0.0/8 encap gre6")
 176         for asid in self.ass:
 177             self.cli(0, "lb as 90.0.0.0/8 2002::%u" % (asid))
 178
 179         self.pg_add_stream(0, self.generatePackets(1))
 180         self.pg_enable_capture([0,1])
 181         self.pg_start()
 182
 183         # Scapy fails parsing GRE over IPv6.
 184         # This check is therefore disabled for now.
 185         # One can easily patch layers/inet6.py to fix the issue.
 186         #self.checkCapture(0, 1)
 187
 188         for asid in self.ass:
 189             self.cli(0, "lb as 90.0.0.0/8 2002::%u" % (asid))
 190         self.cli(0, "lb vip 90.0.0.0/8 encap gre6 del")
 191
 192     def test_lb_ip6_gre6(self):
 193         """ Load Balancer IP6 GRE6 """
 194
 195         self.cli(0, "lb vip 2001::/16 encap gre6")
 196         for asid in self.ass:
 197             self.cli(0, "lb as 2001::/16 2002::%u" % (asid))
 198
 199         self.pg_add_stream(0, self.generatePackets(0))
 200         self.pg_enable_capture([0,1])
 201         self.pg_start()
 202
 203         # Scapy fails parsing IPv6 over GRE and IPv6 over GRE.
 204         # This check is therefore disabled for now.
 205         #self.checkCapture(0, 0)
 206
 207         for asid in self.ass:
 208             self.cli(0, "lb as 2001::/16 2002::%u del" % (asid))
 209         self.cli(0, "lb vip 2001::/16 encap gre6 del")
 210