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				synced 2025-11-04 10:40:15 +02:00 
			
		
		
		
	netfilter: flow table support for IPv4
This patch adds the IPv4 flow table type, that implements the datapath flow table to forward IPv4 traffic. Rationale is: 1) Look up for the packet in the flow table, from the ingress hook. 2) If there's a hit, decrement ttl and pass it on to the neighbour layer for transmission. 3) If there's a miss, packet is passed up to the classic forwarding path. This patch also supports layer 3 source and destination NAT. Signed-off-by: Pablo Neira Ayuso <pablo@netfilter.org>
This commit is contained in:
		
							parent
							
								
									ac2a66665e
								
							
						
					
					
						commit
						97add9f0d6
					
				
					 3 changed files with 294 additions and 0 deletions
				
			
		| 
						 | 
					@ -78,6 +78,14 @@ config NF_TABLES_ARP
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
endif # NF_TABLES
 | 
					endif # NF_TABLES
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					config NF_FLOW_TABLE_IPV4
 | 
				
			||||||
 | 
						select NF_FLOW_TABLE
 | 
				
			||||||
 | 
						tristate "Netfilter flow table IPv4 module"
 | 
				
			||||||
 | 
						help
 | 
				
			||||||
 | 
						  This option adds the flow table IPv4 support.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						  To compile it as a module, choose M here.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
config NF_DUP_IPV4
 | 
					config NF_DUP_IPV4
 | 
				
			||||||
	tristate "Netfilter IPv4 packet duplication to alternate destination"
 | 
						tristate "Netfilter IPv4 packet duplication to alternate destination"
 | 
				
			||||||
	depends on !NF_CONNTRACK || NF_CONNTRACK
 | 
						depends on !NF_CONNTRACK || NF_CONNTRACK
 | 
				
			||||||
| 
						 | 
					
 | 
				
			||||||
| 
						 | 
					@ -43,6 +43,9 @@ obj-$(CONFIG_NFT_REDIR_IPV4) += nft_redir_ipv4.o
 | 
				
			||||||
obj-$(CONFIG_NFT_DUP_IPV4) += nft_dup_ipv4.o
 | 
					obj-$(CONFIG_NFT_DUP_IPV4) += nft_dup_ipv4.o
 | 
				
			||||||
obj-$(CONFIG_NF_TABLES_ARP) += nf_tables_arp.o
 | 
					obj-$(CONFIG_NF_TABLES_ARP) += nf_tables_arp.o
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# flow table support
 | 
				
			||||||
 | 
					obj-$(CONFIG_NF_FLOW_TABLE_IPV4) += nf_flow_table_ipv4.o
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# generic IP tables 
 | 
					# generic IP tables 
 | 
				
			||||||
obj-$(CONFIG_IP_NF_IPTABLES) += ip_tables.o
 | 
					obj-$(CONFIG_IP_NF_IPTABLES) += ip_tables.o
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
| 
						 | 
					
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										283
									
								
								net/ipv4/netfilter/nf_flow_table_ipv4.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										283
									
								
								net/ipv4/netfilter/nf_flow_table_ipv4.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| 
						 | 
					@ -0,0 +1,283 @@
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/kernel.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/init.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/module.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/netfilter.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/rhashtable.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/ip.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/netdevice.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <net/ip.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <net/neighbour.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <net/netfilter/nf_flow_table.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <net/netfilter/nf_tables.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					/* For layer 4 checksum field offset. */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/tcp.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <linux/udp.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_nat_ip_tcp(struct sk_buff *skb, unsigned int thoff,
 | 
				
			||||||
 | 
								      __be32 addr, __be32 new_addr)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						struct tcphdr *tcph;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (!pskb_may_pull(skb, thoff + sizeof(*tcph)) ||
 | 
				
			||||||
 | 
						    skb_try_make_writable(skb, thoff + sizeof(*tcph)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						tcph = (void *)(skb_network_header(skb) + thoff);
 | 
				
			||||||
 | 
						inet_proto_csum_replace4(&tcph->check, skb, addr, new_addr, true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_nat_ip_udp(struct sk_buff *skb, unsigned int thoff,
 | 
				
			||||||
 | 
								      __be32 addr, __be32 new_addr)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						struct udphdr *udph;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (!pskb_may_pull(skb, thoff + sizeof(*udph)) ||
 | 
				
			||||||
 | 
						    skb_try_make_writable(skb, thoff + sizeof(*udph)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						udph = (void *)(skb_network_header(skb) + thoff);
 | 
				
			||||||
 | 
						if (udph->check || skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
 | 
				
			||||||
 | 
							inet_proto_csum_replace4(&udph->check, skb, addr,
 | 
				
			||||||
 | 
										 new_addr, true);
 | 
				
			||||||
 | 
							if (!udph->check)
 | 
				
			||||||
 | 
								udph->check = CSUM_MANGLED_0;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_nat_ip_l4proto(struct sk_buff *skb, struct iphdr *iph,
 | 
				
			||||||
 | 
									  unsigned int thoff, __be32 addr,
 | 
				
			||||||
 | 
									  __be32 new_addr)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						switch (iph->protocol) {
 | 
				
			||||||
 | 
						case IPPROTO_TCP:
 | 
				
			||||||
 | 
							if (nf_flow_nat_ip_tcp(skb, thoff, addr, new_addr) < 0)
 | 
				
			||||||
 | 
								return NF_DROP;
 | 
				
			||||||
 | 
							break;
 | 
				
			||||||
 | 
						case IPPROTO_UDP:
 | 
				
			||||||
 | 
							if (nf_flow_nat_ip_udp(skb, thoff, addr, new_addr) < 0)
 | 
				
			||||||
 | 
								return NF_DROP;
 | 
				
			||||||
 | 
							break;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_snat_ip(const struct flow_offload *flow, struct sk_buff *skb,
 | 
				
			||||||
 | 
								   struct iphdr *iph, unsigned int thoff,
 | 
				
			||||||
 | 
								   enum flow_offload_tuple_dir dir)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						__be32 addr, new_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						switch (dir) {
 | 
				
			||||||
 | 
						case FLOW_OFFLOAD_DIR_ORIGINAL:
 | 
				
			||||||
 | 
							addr = iph->saddr;
 | 
				
			||||||
 | 
							new_addr = flow->tuplehash[FLOW_OFFLOAD_DIR_REPLY].tuple.dst_v4.s_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							iph->saddr = new_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							break;
 | 
				
			||||||
 | 
						case FLOW_OFFLOAD_DIR_REPLY:
 | 
				
			||||||
 | 
							addr = iph->daddr;
 | 
				
			||||||
 | 
							new_addr = flow->tuplehash[FLOW_OFFLOAD_DIR_ORIGINAL].tuple.src_v4.s_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							iph->daddr = new_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							break;
 | 
				
			||||||
 | 
						default:
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
						csum_replace4(&iph->check, addr, new_addr);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return nf_flow_nat_ip_l4proto(skb, iph, thoff, addr, new_addr);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_dnat_ip(const struct flow_offload *flow, struct sk_buff *skb,
 | 
				
			||||||
 | 
								   struct iphdr *iph, unsigned int thoff,
 | 
				
			||||||
 | 
								   enum flow_offload_tuple_dir dir)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						__be32 addr, new_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						switch (dir) {
 | 
				
			||||||
 | 
						case FLOW_OFFLOAD_DIR_ORIGINAL:
 | 
				
			||||||
 | 
							addr = iph->daddr;
 | 
				
			||||||
 | 
							new_addr = flow->tuplehash[FLOW_OFFLOAD_DIR_REPLY].tuple.src_v4.s_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							iph->daddr = new_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							break;
 | 
				
			||||||
 | 
						case FLOW_OFFLOAD_DIR_REPLY:
 | 
				
			||||||
 | 
							addr = iph->saddr;
 | 
				
			||||||
 | 
							new_addr = flow->tuplehash[FLOW_OFFLOAD_DIR_ORIGINAL].tuple.dst_v4.s_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							iph->saddr = new_addr;
 | 
				
			||||||
 | 
							break;
 | 
				
			||||||
 | 
						default:
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
						}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return nf_flow_nat_ip_l4proto(skb, iph, thoff, addr, new_addr);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_nat_ip(const struct flow_offload *flow, struct sk_buff *skb,
 | 
				
			||||||
 | 
								  enum flow_offload_tuple_dir dir)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
 | 
				
			||||||
 | 
						unsigned int thoff = iph->ihl * 4;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (flow->flags & FLOW_OFFLOAD_SNAT &&
 | 
				
			||||||
 | 
						    (nf_flow_snat_port(flow, skb, thoff, iph->protocol, dir) < 0 ||
 | 
				
			||||||
 | 
						     nf_flow_snat_ip(flow, skb, iph, thoff, dir) < 0))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
						if (flow->flags & FLOW_OFFLOAD_DNAT &&
 | 
				
			||||||
 | 
						    (nf_flow_dnat_port(flow, skb, thoff, iph->protocol, dir) < 0 ||
 | 
				
			||||||
 | 
						     nf_flow_dnat_ip(flow, skb, iph, thoff, dir) < 0))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static bool ip_has_options(unsigned int thoff)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						return thoff != sizeof(struct iphdr);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int nf_flow_tuple_ip(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev,
 | 
				
			||||||
 | 
								    struct flow_offload_tuple *tuple)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						struct flow_ports *ports;
 | 
				
			||||||
 | 
						unsigned int thoff;
 | 
				
			||||||
 | 
						struct iphdr *iph;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*iph)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						iph = ip_hdr(skb);
 | 
				
			||||||
 | 
						thoff = iph->ihl * 4;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (ip_is_fragment(iph) ||
 | 
				
			||||||
 | 
						    unlikely(ip_has_options(thoff)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (iph->protocol != IPPROTO_TCP &&
 | 
				
			||||||
 | 
						    iph->protocol != IPPROTO_UDP)
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						thoff = iph->ihl * 4;
 | 
				
			||||||
 | 
						if (!pskb_may_pull(skb, thoff + sizeof(*ports)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						ports = (struct flow_ports *)(skb_network_header(skb) + thoff);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->src_v4.s_addr	= iph->saddr;
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->dst_v4.s_addr	= iph->daddr;
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->src_port		= ports->source;
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->dst_port		= ports->dest;
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->l3proto		= AF_INET;
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->l4proto		= iph->protocol;
 | 
				
			||||||
 | 
						tuple->iifidx		= dev->ifindex;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/* Based on ip_exceeds_mtu(). */
 | 
				
			||||||
 | 
					static bool __nf_flow_exceeds_mtu(const struct sk_buff *skb, unsigned int mtu)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						if (skb->len <= mtu)
 | 
				
			||||||
 | 
							return false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if ((ip_hdr(skb)->frag_off & htons(IP_DF)) == 0)
 | 
				
			||||||
 | 
							return false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (skb_is_gso(skb) && skb_gso_validate_mtu(skb, mtu))
 | 
				
			||||||
 | 
							return false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return true;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static bool nf_flow_exceeds_mtu(struct sk_buff *skb, const struct rtable *rt)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						u32 mtu;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						mtu = ip_dst_mtu_maybe_forward(&rt->dst, true);
 | 
				
			||||||
 | 
						if (__nf_flow_exceeds_mtu(skb, mtu))
 | 
				
			||||||
 | 
							return true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return false;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static unsigned int
 | 
				
			||||||
 | 
					nf_flow_offload_ip_hook(void *priv, struct sk_buff *skb,
 | 
				
			||||||
 | 
								const struct nf_hook_state *state)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						struct flow_offload_tuple_rhash *tuplehash;
 | 
				
			||||||
 | 
						struct nf_flowtable *flow_table = priv;
 | 
				
			||||||
 | 
						struct flow_offload_tuple tuple = {};
 | 
				
			||||||
 | 
						enum flow_offload_tuple_dir dir;
 | 
				
			||||||
 | 
						struct flow_offload *flow;
 | 
				
			||||||
 | 
						struct net_device *outdev;
 | 
				
			||||||
 | 
						const struct rtable *rt;
 | 
				
			||||||
 | 
						struct iphdr *iph;
 | 
				
			||||||
 | 
						__be32 nexthop;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP))
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_ACCEPT;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (nf_flow_tuple_ip(skb, state->in, &tuple) < 0)
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_ACCEPT;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						tuplehash = flow_offload_lookup(flow_table, &tuple);
 | 
				
			||||||
 | 
						if (tuplehash == NULL)
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_ACCEPT;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						outdev = dev_get_by_index_rcu(state->net, tuplehash->tuple.oifidx);
 | 
				
			||||||
 | 
						if (!outdev)
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_ACCEPT;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						dir = tuplehash->tuple.dir;
 | 
				
			||||||
 | 
						flow = container_of(tuplehash, struct flow_offload, tuplehash[dir]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						rt = (const struct rtable *)flow->tuplehash[dir].tuple.dst_cache;
 | 
				
			||||||
 | 
						if (unlikely(nf_flow_exceeds_mtu(skb, rt)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_ACCEPT;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (skb_try_make_writable(skb, sizeof(*iph)))
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_DROP;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						if (flow->flags & (FLOW_OFFLOAD_SNAT | FLOW_OFFLOAD_DNAT) &&
 | 
				
			||||||
 | 
						    nf_flow_nat_ip(flow, skb, dir) < 0)
 | 
				
			||||||
 | 
							return NF_DROP;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						flow->timeout = (u32)jiffies + NF_FLOW_TIMEOUT;
 | 
				
			||||||
 | 
						iph = ip_hdr(skb);
 | 
				
			||||||
 | 
						ip_decrease_ttl(iph);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						skb->dev = outdev;
 | 
				
			||||||
 | 
						nexthop = rt_nexthop(rt, flow->tuplehash[!dir].tuple.src_v4.s_addr);
 | 
				
			||||||
 | 
						neigh_xmit(NEIGH_ARP_TABLE, outdev, &nexthop, skb);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return NF_STOLEN;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static struct nf_flowtable_type flowtable_ipv4 = {
 | 
				
			||||||
 | 
						.family		= NFPROTO_IPV4,
 | 
				
			||||||
 | 
						.params		= &nf_flow_offload_rhash_params,
 | 
				
			||||||
 | 
						.gc		= nf_flow_offload_work_gc,
 | 
				
			||||||
 | 
						.hook		= nf_flow_offload_ip_hook,
 | 
				
			||||||
 | 
						.owner		= THIS_MODULE,
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int __init nf_flow_ipv4_module_init(void)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						nft_register_flowtable_type(&flowtable_ipv4);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
						return 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void __exit nf_flow_ipv4_module_exit(void)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
						nft_unregister_flowtable_type(&flowtable_ipv4);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					module_init(nf_flow_ipv4_module_init);
 | 
				
			||||||
 | 
					module_exit(nf_flow_ipv4_module_exit);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					MODULE_LICENSE("GPL");
 | 
				
			||||||
 | 
					MODULE_AUTHOR("Pablo Neira Ayuso <pablo@netfilter.org>");
 | 
				
			||||||
 | 
					MODULE_ALIAS_NF_FLOWTABLE(AF_INET);
 | 
				
			||||||
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