tools/testing/selftests/net/unicast_extensions.sh

   1 #!/bin/sh
   2 # SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   3 #
   4 # By Seth Schoen (c) 2021, for the IPv4 Unicast Extensions Project
   5 # Thanks to David Ahern for help and advice on nettest modifications.
   6 #
   7 # Self-tests for IPv4 address extensions: the kernel's ability to accept
   8 # certain traditionally unused or unallocated IPv4 addresses. For each kind
   9 # of address, we test for interface assignment, ping, TCP, and forwarding.
  10 # Must be run as root (to manipulate network namespaces and virtual
  11 # interfaces).
  12 #
  13 # Things we test for here:
  14 #
  15 # * Currently the kernel accepts addresses in 0/8 and 240/4 as valid.
  16 #
  17 # * Notwithstanding that, 0.0.0.0 and 255.255.255.255 cannot be assigned.
  18 #
  19 # * Currently the kernel DOES NOT accept unicast use of the lowest
  20 #   address in an IPv4 subnet (e.g. 192.168.100.0/32 in 192.168.100.0/24).
  21 #   This is treated as a second broadcast address, for compatibility
  22 #   with 4.2BSD (!).
  23 #
  24 # * Currently the kernel DOES NOT accept unicast use of any of 127/8.
  25 #
  26 # * Currently the kernel DOES NOT accept unicast use of any of 224/4.
  27 #
  28 # These tests provide an easy way to flip the expected result of any
  29 # of these behaviors for testing kernel patches that change them.
  30
  31 source ./lib.sh
  32
  33 # nettest can be run from PATH or from same directory as this selftest
  34 if ! which nettest >/dev/null; then
  35         PATH=$PWD:$PATH
  36         if ! which nettest >/dev/null; then
  37                 echo "'nettest' command not found; skipping tests"
  38                 exit $ksft_skip
  39         fi
  40 fi
  41
  42 result=0
  43
  44 hide_output(){ exec 3>&1 4>&2 >/dev/null 2>/dev/null; }
  45 show_output(){ exec >&3 2>&4; }
  46
  47 show_result(){
  48         if [ $1 -eq 0 ]; then
  49                 printf "TEST: %-60s  [ OK ]\n" "${2}"
  50         else
  51                 printf "TEST: %-60s  [FAIL]\n" "${2}"
  52                 result=1
  53         fi
  54 }
  55
  56 _do_segmenttest(){
  57         # Perform a simple set of link tests between a pair of
  58         # IP addresses on a shared (virtual) segment, using
  59         # ping and nettest.
  60         # foo --- bar
  61         # Arguments: ip_a ip_b prefix_length test_description
  62         #
  63         # Caller must set up $foo_ns and $bar_ns namespaces
  64         # containing linked veth devices foo and bar,
  65         # respectively.
  66
  67         ip -n $foo_ns address add $1/$3 dev foo || return 1
  68         ip -n $foo_ns link set foo up || return 1
  69         ip -n $bar_ns address add $2/$3 dev bar || return 1
  70         ip -n $bar_ns link set bar up || return 1
  71
  72         ip netns exec $foo_ns timeout 2 ping -c 1 $2 || return 1
  73         ip netns exec $bar_ns timeout 2 ping -c 1 $1 || return 1
  74
  75         nettest -B -N $bar_ns -O $foo_ns -r $1 || return 1
  76         nettest -B -N $foo_ns -O $bar_ns -r $2 || return 1
  77
  78         return 0
  79 }
  80
  81 _do_route_test(){
  82         # Perform a simple set of gateway tests.
  83         #
  84         # [foo] <---> [foo1]-[bar1] <---> [bar]   /prefix
  85         #  host          gateway          host
  86         #
  87         # Arguments: foo_ip foo1_ip bar1_ip bar_ip prefix_len test_description
  88         # Displays test result and returns success or failure.
  89
  90         # Caller must set up $foo_ns, $bar_ns, and $router_ns
  91         # containing linked veth devices foo-foo1, bar1-bar
  92         # (foo in $foo_ns, foo1 and bar1 in $router_ns, and
  93         # bar in $bar_ns).
  94
  95         ip -n $foo_ns address add $1/$5 dev foo || return 1
  96         ip -n $foo_ns link set foo up || return 1
  97         ip -n $foo_ns route add default via $2 || return 1
  98         ip -n $bar_ns address add $4/$5 dev bar || return 1
  99         ip -n $bar_ns link set bar up || return 1
 100         ip -n $bar_ns route add default via $3 || return 1
 101         ip -n $router_ns address add $2/$5 dev foo1 || return 1
 102         ip -n $router_ns link set foo1 up || return 1
 103         ip -n $router_ns address add $3/$5 dev bar1 || return 1
 104         ip -n $router_ns link set bar1 up || return 1
 105
 106         echo 1 | ip netns exec $router_ns tee /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 107
 108         ip netns exec $foo_ns timeout 2 ping -c 1 $2 || return 1
 109         ip netns exec $foo_ns timeout 2 ping -c 1 $4 || return 1
 110         ip netns exec $bar_ns timeout 2 ping -c 1 $3 || return 1
 111         ip netns exec $bar_ns timeout 2 ping -c 1 $1 || return 1
 112
 113         nettest -B -N $bar_ns -O $foo_ns -r $1 || return 1
 114         nettest -B -N $foo_ns -O $bar_ns -r $4 || return 1
 115
 116         return 0
 117 }
 118
 119 segmenttest(){
 120         # Sets up veth link and tries to connect over it.
 121         # Arguments: ip_a ip_b prefix_len test_description
 122         hide_output
 123         setup_ns foo_ns bar_ns
 124         ip link add foo netns $foo_ns type veth peer name bar netns $bar_ns
 125
 126         test_result=0
 127         _do_segmenttest "$@" || test_result=1
 128
 129         ip netns pids $foo_ns | xargs -r kill -9
 130         ip netns pids $bar_ns | xargs -r kill -9
 131         cleanup_ns $foo_ns $bar_ns
 132         show_output
 133
 134         # inverted tests will expect failure instead of success
 135         [ -n "$expect_failure" ] && test_result=`expr 1 - $test_result`
 136
 137         show_result $test_result "$4"
 138 }
 139
 140 route_test(){
 141         # Sets up a simple gateway and tries to connect through it.
 142         # [foo] <---> [foo1]-[bar1] <---> [bar]   /prefix
 143         # Arguments: foo_ip foo1_ip bar1_ip bar_ip prefix_len test_description
 144         # Returns success or failure.
 145
 146         hide_output
 147         setup_ns foo_ns bar_ns router_ns
 148         ip link add foo netns $foo_ns type veth peer name foo1 netns $router_ns
 149         ip link add bar netns $bar_ns type veth peer name bar1 netns $router_ns
 150
 151         test_result=0
 152         _do_route_test "$@" || test_result=1
 153
 154         ip netns pids $foo_ns | xargs -r kill -9
 155         ip netns pids $bar_ns | xargs -r kill -9
 156         ip netns pids $router_ns | xargs -r kill -9
 157         cleanup_ns $foo_ns $bar_ns $router_ns
 158
 159         show_output
 160
 161         # inverted tests will expect failure instead of success
 162         [ -n "$expect_failure" ] && test_result=`expr 1 - $test_result`
 163         show_result $test_result "$6"
 164 }
 165
 166 echo "###########################################################################"
 167 echo "Unicast address extensions tests (behavior of reserved IPv4 addresses)"
 168 echo "###########################################################################"
 169 #
 170 # Test support for 240/4
 171 segmenttest 240.1.2.1   240.1.2.4    24 "assign and ping within 240/4 (1 of 2) (is allowed)"
 172 segmenttest 250.100.2.1 250.100.30.4 16 "assign and ping within 240/4 (2 of 2) (is allowed)"
 173 #
 174 # Test support for 0/8
 175 segmenttest 0.1.2.17    0.1.2.23  24 "assign and ping within 0/8 (1 of 2) (is allowed)"
 176 segmenttest 0.77.240.17 0.77.2.23 16 "assign and ping within 0/8 (2 of 2) (is allowed)"
 177 #
 178 # Even 255.255/16 is OK!
 179 segmenttest 255.255.3.1 255.255.50.77 16 "assign and ping inside 255.255/16 (is allowed)"
 180 #
 181 # Or 255.255.255/24
 182 segmenttest 255.255.255.1 255.255.255.254 24 "assign and ping inside 255.255.255/24 (is allowed)"
 183 #
 184 # Routing between different networks
 185 route_test 240.5.6.7 240.5.6.1  255.1.2.1    255.1.2.3      24 "route between 240.5.6/24 and 255.1.2/24 (is allowed)"
 186 route_test 0.200.6.7 0.200.38.1 245.99.101.1 245.99.200.111 16 "route between 0.200/16 and 245.99/16 (is allowed)"
 187 #
 188 # Test support for lowest address ending in .0
 189 segmenttest 5.10.15.20 5.10.15.0 24 "assign and ping lowest address (/24)"
 190 #
 191 # Test support for lowest address not ending in .0
 192 segmenttest 192.168.101.192 192.168.101.193 26 "assign and ping lowest address (/26)"
 193 #
 194 # Routing using lowest address as a gateway/endpoint
 195 route_test 192.168.42.1 192.168.42.0 9.8.7.6 9.8.7.0 24 "routing using lowest address"
 196 #
 197 # ==============================================
 198 # ==== TESTS THAT CURRENTLY EXPECT FAILURE =====
 199 # ==============================================
 200 expect_failure=true
 201 # It should still not be possible to use 0.0.0.0 or 255.255.255.255
 202 # as a unicast address.  Thus, these tests expect failure.
 203 segmenttest 0.0.1.5       0.0.0.0         16 "assigning 0.0.0.0 (is forbidden)"
 204 segmenttest 255.255.255.1 255.255.255.255 16 "assigning 255.255.255.255 (is forbidden)"
 205 #
 206 # Test support for not having all of 127 be loopback
 207 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 208 segmenttest 127.99.4.5 127.99.4.6 16 "assign and ping inside 127/8 (is forbidden)"
 209 #
 210 # Test support for unicast use of class D
 211 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 212 segmenttest 225.1.2.3 225.1.2.200 24 "assign and ping class D address (is forbidden)"
 213 #
 214 # Routing using class D as a gateway
 215 route_test 225.1.42.1 225.1.42.2 9.8.7.6 9.8.7.1 24 "routing using class D (is forbidden)"
 216 #
 217 # Routing using 127/8
 218 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 219 route_test 127.99.2.3 127.99.2.4 200.1.2.3 200.1.2.4 24 "routing using 127/8 (is forbidden)"
 220 #
 221 unset expect_failure
 222 # =====================================================
 223 # ==== END OF TESTS THAT CURRENTLY EXPECT FAILURE =====
 224 # =====================================================
 225 exit ${result}