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 # nettest can be run from PATH or from same directory as this selftest
  32 if ! which nettest >/dev/null; then
  33         PATH=$PWD:$PATH
  34         if ! which nettest >/dev/null; then
  35                 echo "'nettest' command not found; skipping tests"
  36                 exit 0
  37         fi
  38 fi
  39
  40 result=0
  41
  42 hide_output(){ exec 3>&1 4>&2 >/dev/null 2>/dev/null; }
  43 show_output(){ exec >&3 2>&4; }
  44
  45 show_result(){
  46         if [ $1 -eq 0 ]; then
  47                 printf "TEST: %-60s  [ OK ]\n" "${2}"
  48         else
  49                 printf "TEST: %-60s  [FAIL]\n" "${2}"
  50                 result=1
  51         fi
  52 }
  53
  54 _do_segmenttest(){
  55         # Perform a simple set of link tests between a pair of
  56         # IP addresses on a shared (virtual) segment, using
  57         # ping and nettest.
  58         # foo --- bar
  59         # Arguments: ip_a ip_b prefix_length test_description
  60         #
  61         # Caller must set up foo-ns and bar-ns namespaces
  62         # containing linked veth devices foo and bar,
  63         # respectively.
  64
  65         ip -n foo-ns address add $1/$3 dev foo || return 1
  66         ip -n foo-ns link set foo up || return 1
  67         ip -n bar-ns address add $2/$3 dev bar || return 1
  68         ip -n bar-ns link set bar up || return 1
  69
  70         ip netns exec foo-ns timeout 2 ping -c 1 $2 || return 1
  71         ip netns exec bar-ns timeout 2 ping -c 1 $1 || return 1
  72
  73         nettest -B -N bar-ns -O foo-ns -r $1 || return 1
  74         nettest -B -N foo-ns -O bar-ns -r $2 || return 1
  75
  76         return 0
  77 }
  78
  79 _do_route_test(){
  80         # Perform a simple set of gateway tests.
  81         #
  82         # [foo] <---> [foo1]-[bar1] <---> [bar]   /prefix
  83         #  host          gateway          host
  84         #
  85         # Arguments: foo_ip foo1_ip bar1_ip bar_ip prefix_len test_description
  86         # Displays test result and returns success or failure.
  87
  88         # Caller must set up foo-ns, bar-ns, and router-ns
  89         # containing linked veth devices foo-foo1, bar1-bar
  90         # (foo in foo-ns, foo1 and bar1 in router-ns, and
  91         # bar in bar-ns).
  92
  93         ip -n foo-ns address add $1/$5 dev foo || return 1
  94         ip -n foo-ns link set foo up || return 1
  95         ip -n foo-ns route add default via $2 || return 1
  96         ip -n bar-ns address add $4/$5 dev bar || return 1
  97         ip -n bar-ns link set bar up || return 1
  98         ip -n bar-ns route add default via $3 || return 1
  99         ip -n router-ns address add $2/$5 dev foo1 || return 1
 100         ip -n router-ns link set foo1 up || return 1
 101         ip -n router-ns address add $3/$5 dev bar1 || return 1
 102         ip -n router-ns link set bar1 up || return 1
 103
 104         echo 1 | ip netns exec router-ns tee /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
 105
 106         ip netns exec foo-ns timeout 2 ping -c 1 $2 || return 1
 107         ip netns exec foo-ns timeout 2 ping -c 1 $4 || return 1
 108         ip netns exec bar-ns timeout 2 ping -c 1 $3 || return 1
 109         ip netns exec bar-ns timeout 2 ping -c 1 $1 || return 1
 110
 111         nettest -B -N bar-ns -O foo-ns -r $1 || return 1
 112         nettest -B -N foo-ns -O bar-ns -r $4 || return 1
 113
 114         return 0
 115 }
 116
 117 segmenttest(){
 118         # Sets up veth link and tries to connect over it.
 119         # Arguments: ip_a ip_b prefix_len test_description
 120         hide_output
 121         ip netns add foo-ns
 122         ip netns add bar-ns
 123         ip link add foo netns foo-ns type veth peer name bar netns bar-ns
 124
 125         test_result=0
 126         _do_segmenttest "$@" || test_result=1
 127
 128         ip netns pids foo-ns | xargs -r kill -9
 129         ip netns pids bar-ns | xargs -r kill -9
 130         ip netns del foo-ns
 131         ip netns del 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 "$4"
 138 }
 139
 140 route_test(){
 141         # Sets up a simple gateway and tries to connect through it.
 142         # [foo] <---> [foo1]-[bar1] <---> [bar]   /prefix
 143         # Arguments: foo_ip foo1_ip bar1_ip bar_ip prefix_len test_description
 144         # Returns success or failure.
 145
 146         hide_output
 147         ip netns add foo-ns
 148         ip netns add bar-ns
 149         ip netns add router-ns
 150         ip link add foo netns foo-ns type veth peer name foo1 netns router-ns
 151         ip link add bar netns bar-ns type veth peer name bar1 netns router-ns
 152
 153         test_result=0
 154         _do_route_test "$@" || test_result=1
 155
 156         ip netns pids foo-ns | xargs -r kill -9
 157         ip netns pids bar-ns | xargs -r kill -9
 158         ip netns pids router-ns | xargs -r kill -9
 159         ip netns del foo-ns
 160         ip netns del bar-ns
 161         ip netns del router-ns
 162
 163         show_output
 164
 165         # inverted tests will expect failure instead of success
 166         [ -n "$expect_failure" ] && test_result=`expr 1 - $test_result`
 167         show_result $test_result "$6"
 168 }
 169
 170 echo "###########################################################################"
 171 echo "Unicast address extensions tests (behavior of reserved IPv4 addresses)"
 172 echo "###########################################################################"
 173 #
 174 # Test support for 240/4
 175 segmenttest 240.1.2.1   240.1.2.4    24 "assign and ping within 240/4 (1 of 2) (is allowed)"
 176 segmenttest 250.100.2.1 250.100.30.4 16 "assign and ping within 240/4 (2 of 2) (is allowed)"
 177 #
 178 # Test support for 0/8
 179 segmenttest 0.1.2.17    0.1.2.23  24 "assign and ping within 0/8 (1 of 2) (is allowed)"
 180 segmenttest 0.77.240.17 0.77.2.23 16 "assign and ping within 0/8 (2 of 2) (is allowed)"
 181 #
 182 # Even 255.255/16 is OK!
 183 segmenttest 255.255.3.1 255.255.50.77 16 "assign and ping inside 255.255/16 (is allowed)"
 184 #
 185 # Or 255.255.255/24
 186 segmenttest 255.255.255.1 255.255.255.254 24 "assign and ping inside 255.255.255/24 (is allowed)"
 187 #
 188 # Routing between different networks
 189 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)"
 190 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)"
 191 #
 192 # ==============================================
 193 # ==== TESTS THAT CURRENTLY EXPECT FAILURE =====
 194 # ==============================================
 195 expect_failure=true
 196 # It should still not be possible to use 0.0.0.0 or 255.255.255.255
 197 # as a unicast address.  Thus, these tests expect failure.
 198 segmenttest 0.0.1.5       0.0.0.0         16 "assigning 0.0.0.0 (is forbidden)"
 199 segmenttest 255.255.255.1 255.255.255.255 16 "assigning 255.255.255.255 (is forbidden)"
 200 #
 201 # Test support for not having all of 127 be loopback
 202 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 203 segmenttest 127.99.4.5 127.99.4.6 16 "assign and ping inside 127/8 (is forbidden)"
 204 #
 205 # Test support for lowest address
 206 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 207 segmenttest 5.10.15.20 5.10.15.0 24 "assign and ping lowest address (is forbidden)"
 208 #
 209 # Routing using lowest address as a gateway/endpoint
 210 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 211 route_test 192.168.42.1 192.168.42.0 9.8.7.6 9.8.7.0 24 "routing using lowest address (is forbidden)"
 212 #
 213 # Test support for unicast use of class D
 214 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 215 segmenttest 225.1.2.3 225.1.2.200 24 "assign and ping class D address (is forbidden)"
 216 #
 217 # Routing using class D as a gateway
 218 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)"
 219 #
 220 # Routing using 127/8
 221 # Currently Linux does not allow this, so this should fail too
 222 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)"
 223 #
 224 unset expect_failure
 225 # =====================================================
 226 # ==== END OF TESTS THAT CURRENTLY EXPECT FAILURE =====
 227 # =====================================================
 228 exit ${result}