source: etherws/trunk/etherws.py @ 274

Revision 274, 42.8 KB checked in by atzm, 9 years ago (diff)

version bump

  • Property svn:keywords set to Id
RevLine 
[133]1#!/usr/bin/env python
2# -*- coding: utf-8 -*-
3#
[186]4#                          Ethernet over WebSocket
[133]5#
6# depends on:
[265]7#   - python-2.7.5
8#   - python-pytun-2.1
9#   - websocket-client-0.12.0
10#   - tornado-2.4
[133]11#
12# ===========================================================================
[274]13# Copyright (c) 2012-2014, Atzm WATANABE <atzm@atzm.org>
[133]14# All rights reserved.
15#
16# Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17# modification, are permitted provided that the following conditions are met:
18#
19# 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
20#    this list of conditions and the following disclaimer.
21# 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
22#    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
23#    documentation and/or other materials provided with the distribution.
24#
25# THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
26# AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
27# IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
28# ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
29# LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
30# CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
31# SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
32# INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
33# CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
34# ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
35# POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
36# ===========================================================================
37#
38# $Id$
39
40import os
41import sys
[156]42import ssl
[160]43import time
[183]44import json
[175]45import fcntl
[150]46import base64
[212]47import socket
[256]48import struct
[190]49import urllib2
[150]50import hashlib
[151]51import getpass
[266]52import operator
[133]53import argparse
[165]54import traceback
[133]55
[185]56import tornado
[133]57import websocket
58
[183]59from tornado.web import Application, RequestHandler
[182]60from tornado.websocket import WebSocketHandler
[183]61from tornado.httpserver import HTTPServer
62from tornado.ioloop import IOLoop
63
[166]64from pytun import TunTapDevice, IFF_TAP, IFF_NO_PI
[133]65
[166]66
[160]67class DebugMixIn(object):
[166]68    def dprintf(self, msg, func=lambda: ()):
[160]69        if self._debug:
70            prefix = '[%s] %s - ' % (time.asctime(), self.__class__.__name__)
[164]71            sys.stderr.write(prefix + (msg % func()))
[160]72
73
[164]74class EthernetFrame(object):
75    def __init__(self, data):
76        self.data = data
77
[176]78    @property
79    def dst_multicast(self):
80        return ord(self.data[0]) & 1
[164]81
82    @property
[176]83    def src_multicast(self):
84        return ord(self.data[6]) & 1
85
86    @property
[164]87    def dst_mac(self):
88        return self.data[:6]
89
90    @property
91    def src_mac(self):
92        return self.data[6:12]
93
94    @property
95    def tagged(self):
96        return ord(self.data[12]) == 0x81 and ord(self.data[13]) == 0
97
98    @property
99    def vid(self):
100        if self.tagged:
101            return ((ord(self.data[14]) << 8) | ord(self.data[15])) & 0x0fff
[183]102        return 0
[164]103
[198]104    @staticmethod
105    def format_mac(mac, sep=':'):
106        return sep.join(b.encode('hex') for b in mac)
[164]107
[198]108
[166]109class FDB(DebugMixIn):
[196]110    class Entry(object):
[195]111        def __init__(self, port, ageout):
112            self.port = port
113            self._time = time.time()
114            self._ageout = ageout
115
116        @property
117        def age(self):
118            return time.time() - self._time
119
120        @property
121        def agedout(self):
122            return self.age > self._ageout
123
[253]124    def __init__(self, ageout, debug):
[164]125        self._ageout = ageout
126        self._debug = debug
[195]127        self._table = {}
[164]128
[195]129    def _set_entry(self, vid, mac, port):
130        if vid not in self._table:
131            self._table[vid] = {}
[196]132        self._table[vid][mac] = self.Entry(port, self._ageout)
[164]133
[195]134    def _del_entry(self, vid, mac):
135        if vid in self._table:
136            if mac in self._table[vid]:
137                del self._table[vid][mac]
138            if not self._table[vid]:
139                del self._table[vid]
[164]140
[207]141    def _get_entry(self, vid, mac):
[195]142        try:
143            entry = self._table[vid][mac]
144        except KeyError:
[164]145            return None
146
[195]147        if not entry.agedout:
148            return entry
[164]149
[195]150        self._del_entry(vid, mac)
151        self.dprintf('aged out: port:%d; vid:%d; mac:%s\n',
152                     lambda: (entry.port.number, vid, mac.encode('hex')))
[164]153
[208]154    def each(self):
[207]155        for vid in sorted(self._table.iterkeys()):
156            for mac in sorted(self._table[vid].iterkeys()):
157                entry = self._get_entry(vid, mac)
158                if entry:
159                    yield (vid, mac, entry)
[195]160
161    def lookup(self, frame):
162        mac = frame.dst_mac
163        vid = frame.vid
[207]164        entry = self._get_entry(vid, mac)
[195]165        return getattr(entry, 'port', None)
166
[166]167    def learn(self, port, frame):
168        mac = frame.src_mac
169        vid = frame.vid
[195]170        self._set_entry(vid, mac, port)
[183]171        self.dprintf('learned: port:%d; vid:%d; mac:%s\n',
172                     lambda: (port.number, vid, mac.encode('hex')))
[166]173
[164]174    def delete(self, port):
[208]175        for vid, mac, entry in self.each():
[207]176            if entry.port.number == port.number:
177                self._del_entry(vid, mac)
178                self.dprintf('deleted: port:%d; vid:%d; mac:%s\n',
179                             lambda: (port.number, vid, mac.encode('hex')))
[164]180
181
[195]182class SwitchingHub(DebugMixIn):
183    class Port(object):
184        def __init__(self, number, interface):
185            self.number = number
186            self.interface = interface
187            self.tx = 0
188            self.rx = 0
189            self.shut = False
[183]190
[253]191    def __init__(self, fdb, debug):
[197]192        self.fdb = fdb
[133]193        self._debug = debug
[183]194        self._table = {}
195        self._next = 1
[133]196
[183]197    @property
198    def portlist(self):
[266]199        return sorted(self._table.itervalues(),
200                      key=operator.attrgetter('number'))
[133]201
[183]202    def get_port(self, portnum):
203        return self._table[portnum]
204
205    def register_port(self, interface):
[186]206        try:
[187]207            self._set_privattr('portnum', interface, self._next)  # XXX
[195]208            self._table[self._next] = self.Port(self._next, interface)
[186]209            return self._next
210        finally:
211            self._next += 1
[183]212
213    def unregister_port(self, interface):
[187]214        portnum = self._get_privattr('portnum', interface)
215        self._del_privattr('portnum', interface)
[197]216        self.fdb.delete(self._table[portnum])
[187]217        del self._table[portnum]
[183]218
219    def send(self, dst_interfaces, frame):
[187]220        portnums = (self._get_privattr('portnum', i) for i in dst_interfaces)
221        ports = (self._table[n] for n in portnums)
222        ports = (p for p in ports if not p.shut)
[266]223        ports = sorted(ports, key=operator.attrgetter('number'))
[183]224
225        for p in ports:
226            p.interface.write_message(frame.data, True)
227            p.tx += 1
228
229        if ports:
230            self.dprintf('sent: port:%s; vid:%d; %s -> %s\n',
231                         lambda: (','.join(str(p.number) for p in ports),
232                                  frame.vid,
233                                  frame.src_mac.encode('hex'),
234                                  frame.dst_mac.encode('hex')))
235
236    def receive(self, src_interface, frame):
[187]237        port = self._table[self._get_privattr('portnum', src_interface)]
[183]238
239        if not port.shut:
240            port.rx += 1
241            self._forward(port, frame)
242
243    def _forward(self, src_port, frame):
[166]244        try:
[176]245            if not frame.src_multicast:
[197]246                self.fdb.learn(src_port, frame)
[133]247
[176]248            if not frame.dst_multicast:
[197]249                dst_port = self.fdb.lookup(frame)
[164]250
[166]251                if dst_port:
[183]252                    self.send([dst_port.interface], frame)
[166]253                    return
[133]254
[187]255            ports = set(self.portlist) - set([src_port])
[183]256            self.send((p.interface for p in ports), frame)
[162]257
[166]258        except:  # ex. received invalid frame
259            traceback.print_exc()
[133]260
[187]261    def _privattr(self, name):
262        return '_%s_%s_%s' % (self.__class__.__name__, id(self), name)
[164]263
[187]264    def _set_privattr(self, name, obj, value):
265        return setattr(obj, self._privattr(name), value)
266
267    def _get_privattr(self, name, obj, defaults=None):
268        return getattr(obj, self._privattr(name), defaults)
269
270    def _del_privattr(self, name, obj):
271        return delattr(obj, self._privattr(name))
272
273
[256]274class NetworkInterface(object):
275    SIOCGIFADDR = 0x8915  # from <linux/sockios.h>
276    SIOCSIFADDR = 0x8916
277    SIOCGIFNETMASK = 0x891b
278    SIOCSIFNETMASK = 0x891c
279    SIOCGIFMTU = 0x8921
280    SIOCSIFMTU = 0x8922
281
282    def __init__(self, ifname):
283        self._ifname = struct.pack('16s', str(ifname)[:15])
284
285    def _ioctl(self, req, data):
286        try:
287            sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
288            return fcntl.ioctl(sock.fileno(), req, data)
289        finally:
290            sock.close()
291
292    @property
293    def address(self):
294        try:
295            data = struct.pack('16s18x', self._ifname)
296            ret = self._ioctl(self.SIOCGIFADDR, data)
297            return socket.inet_ntoa(ret[20:24])
298        except IOError:
299            return ''
300
301    @property
302    def netmask(self):
303        try:
304            data = struct.pack('16s18x', self._ifname)
305            ret = self._ioctl(self.SIOCGIFNETMASK, data)
306            return socket.inet_ntoa(ret[20:24])
307        except IOError:
308            return ''
309
310    @property
311    def mtu(self):
312        try:
313            data = struct.pack('16s18x', self._ifname)
314            ret = self._ioctl(self.SIOCGIFMTU, data)
315            return struct.unpack('i', ret[16:20])[0]
316        except IOError:
317            return 0
318
319    @address.setter
320    def address(self, addr):
321        data = struct.pack('16si4s10x', self._ifname, socket.AF_INET,
322                           socket.inet_aton(addr))
323        self._ioctl(self.SIOCSIFADDR, data)
324
325    @netmask.setter
326    def netmask(self, addr):
327        data = struct.pack('16si4s10x', self._ifname, socket.AF_INET,
328                           socket.inet_aton(addr))
329        self._ioctl(self.SIOCSIFNETMASK, data)
330
331    @mtu.setter
332    def mtu(self, mtu):
333        data = struct.pack('16si12x', self._ifname, mtu)
334        self._ioctl(self.SIOCSIFMTU, data)
335
336
[179]337class Htpasswd(object):
338    def __init__(self, path):
339        self._path = path
340        self._stat = None
341        self._data = {}
342
343    def auth(self, name, passwd):
344        passwd = base64.b64encode(hashlib.sha1(passwd).digest())
345        return self._data.get(name) == passwd
346
347    def load(self):
348        old_stat = self._stat
349
350        with open(self._path) as fp:
351            fileno = fp.fileno()
352            fcntl.flock(fileno, fcntl.LOCK_SH | fcntl.LOCK_NB)
353            self._stat = os.fstat(fileno)
354
355            unchanged = old_stat and \
[267]356                old_stat.st_ino == self._stat.st_ino and \
357                old_stat.st_dev == self._stat.st_dev and \
358                old_stat.st_mtime == self._stat.st_mtime
[179]359
360            if not unchanged:
361                self._data = self._parse(fp)
362
363        return self
364
365    def _parse(self, fp):
366        data = {}
367        for line in fp:
368            line = line.strip()
369            if 0 <= line.find(':'):
370                name, passwd = line.split(':', 1)
371                if passwd.startswith('{SHA}'):
372                    data[name] = passwd[5:]
373        return data
374
375
[182]376class BasicAuthMixIn(object):
377    def _execute(self, transforms, *args, **kwargs):
378        def do_execute():
379            sp = super(BasicAuthMixIn, self)
380            return sp._execute(transforms, *args, **kwargs)
381
382        def auth_required():
[185]383            stream = getattr(self, 'stream', self.request.connection.stream)
384            stream.write(tornado.escape.utf8(
[182]385                'HTTP/1.1 401 Authorization Required\r\n'
386                'WWW-Authenticate: Basic realm=etherws\r\n\r\n'
387            ))
[185]388            stream.close()
[182]389
390        try:
391            if not self._htpasswd:
392                return do_execute()
393
394            creds = self.request.headers.get('Authorization')
395
396            if not creds or not creds.startswith('Basic '):
397                return auth_required()
398
399            name, passwd = base64.b64decode(creds[6:]).split(':', 1)
400
401            if self._htpasswd.load().auth(name, passwd):
402                return do_execute()
403        except:
404            traceback.print_exc()
405
406        return auth_required()
407
408
[253]409class ServerHandler(DebugMixIn, BasicAuthMixIn, WebSocketHandler):
[191]410    IFTYPE = 'server'
[253]411    IFOP_ALLOWED = False
[191]412
[253]413    def __init__(self, app, req, switch, htpasswd, debug):
414        super(ServerHandler, self).__init__(app, req)
[186]415        self._switch = switch
416        self._htpasswd = htpasswd
417        self._debug = debug
418
[203]419    @property
420    def target(self):
421        return ':'.join(str(e) for e in self.request.connection.address)
[186]422
423    def open(self):
424        try:
425            return self._switch.register_port(self)
426        finally:
427            self.dprintf('connected: %s\n', lambda: self.request.remote_ip)
428
429    def on_message(self, message):
430        self._switch.receive(self, EthernetFrame(message))
431
432    def on_close(self):
433        self._switch.unregister_port(self)
434        self.dprintf('disconnected: %s\n', lambda: self.request.remote_ip)
435
436
[253]437class BaseClientHandler(DebugMixIn):
438    IFTYPE = 'baseclient'
439    IFOP_ALLOWED = False
[251]440
[253]441    def __init__(self, ioloop, switch, target, debug, *args, **kwargs):
[251]442        self._ioloop = ioloop
443        self._switch = switch
[253]444        self._target = target
[251]445        self._debug = debug
[253]446        self._args = args
447        self._kwargs = kwargs
448        self._device = None
[251]449
450    @property
[253]451    def address(self):
452        raise NotImplementedError('unsupported')
453
454    @property
455    def netmask(self):
456        raise NotImplementedError('unsupported')
457
458    @property
459    def mtu(self):
460        raise NotImplementedError('unsupported')
461
462    @address.setter
463    def address(self, address):
464        raise NotImplementedError('unsupported')
465
466    @netmask.setter
467    def netmask(self, netmask):
468        raise NotImplementedError('unsupported')
469
470    @mtu.setter
471    def mtu(self, mtu):
472        raise NotImplementedError('unsupported')
473
474    def open(self):
475        raise NotImplementedError('unsupported')
476
477    def write_message(self, message, binary=False):
478        raise NotImplementedError('unsupported')
479
480    def read(self):
481        raise NotImplementedError('unsupported')
482
483    @property
[251]484    def target(self):
[253]485        return self._target
[251]486
487    @property
[253]488    def device(self):
489        return self._device
490
491    @property
[251]492    def closed(self):
[253]493        return not self.device
[251]494
[253]495    def close(self):
496        if self.closed:
497            raise ValueError('I/O operation on closed %s' % self.IFTYPE)
498        self.leave_switch()
499        self.unregister_device()
500        self.dprintf('disconnected: %s\n', lambda: self.target)
501
502    def register_device(self, device):
503        self._device = device
504
505    def unregister_device(self):
506        self._device.close()
507        self._device = None
508
509    def fileno(self):
510        if self.closed:
511            raise ValueError('I/O operation on closed %s' % self.IFTYPE)
512        return self.device.fileno()
513
514    def __call__(self, fd, events):
515        try:
516            data = self.read()
517            if data is not None:
518                self._switch.receive(self, EthernetFrame(data))
519                return
520        except:
521            traceback.print_exc()
522        self.close()
523
524    def join_switch(self):
525        self._ioloop.add_handler(self.fileno(), self, self._ioloop.READ)
526        return self._switch.register_port(self)
527
528    def leave_switch(self):
529        self._switch.unregister_port(self)
530        self._ioloop.remove_handler(self.fileno())
531
532
533class NetdevHandler(BaseClientHandler):
534    IFTYPE = 'netdev'
535    IFOP_ALLOWED = True
536    ETH_P_ALL = 0x0003  # from <linux/if_ether.h>
537
[252]538    @property
539    def address(self):
540        if self.closed:
541            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[256]542        return NetworkInterface(self.target).address
[252]543
544    @property
545    def netmask(self):
546        if self.closed:
547            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[256]548        return NetworkInterface(self.target).netmask
[252]549
550    @property
551    def mtu(self):
552        if self.closed:
553            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[256]554        return NetworkInterface(self.target).mtu
[252]555
556    @address.setter
557    def address(self, address):
558        if self.closed:
559            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[256]560        NetworkInterface(self.target).address = address
[252]561
562    @netmask.setter
563    def netmask(self, netmask):
564        if self.closed:
565            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[256]566        NetworkInterface(self.target).netmask = netmask
[252]567
568    @mtu.setter
569    def mtu(self, mtu):
570        if self.closed:
571            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[256]572        NetworkInterface(self.target).mtu = mtu
[252]573
[251]574    def open(self):
575        if not self.closed:
576            raise ValueError('Already opened')
[253]577        self.register_device(socket.socket(
578            socket.PF_PACKET, socket.SOCK_RAW, socket.htons(self.ETH_P_ALL)))
579        self.device.bind((self.target, self.ETH_P_ALL))
[254]580        self.dprintf('connected: %s\n', lambda: self.target)
[253]581        return self.join_switch()
[251]582
583    def write_message(self, message, binary=False):
584        if self.closed:
585            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
[253]586        self.device.sendall(message)
[251]587
[253]588    def read(self):
[251]589        if self.closed:
590            raise ValueError('I/O operation on closed netdev')
591        buf = []
592        while True:
[253]593            buf.append(self.device.recv(65535))
594            if len(buf[-1]) < 65535:
[251]595                break
596        return ''.join(buf)
597
598
[253]599class TapHandler(BaseClientHandler):
[191]600    IFTYPE = 'tap'
[253]601    IFOP_ALLOWED = True
[166]602
[203]603    @property
[212]604    def address(self):
605        if self.closed:
606            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
607        try:
[253]608            return self.device.addr
[212]609        except:
610            return ''
611
612    @property
613    def netmask(self):
614        if self.closed:
615            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
616        try:
[253]617            return self.device.netmask
[212]618        except:
619            return ''
620
621    @property
622    def mtu(self):
623        if self.closed:
624            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
[253]625        return self.device.mtu
[212]626
627    @address.setter
628    def address(self, address):
629        if self.closed:
630            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
[253]631        self.device.addr = address
[212]632
633    @netmask.setter
634    def netmask(self, netmask):
635        if self.closed:
636            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
[253]637        self.device.netmask = netmask
[212]638
639    @mtu.setter
640    def mtu(self, mtu):
641        if self.closed:
642            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
[253]643        self.device.mtu = mtu
[212]644
[253]645    @property
646    def target(self):
647        if self.closed:
648            return self._target
649        return self.device.name
650
[166]651    def open(self):
652        if not self.closed:
[202]653            raise ValueError('Already opened')
[253]654        self.register_device(TunTapDevice(self.target, IFF_TAP | IFF_NO_PI))
655        self.device.up()
[254]656        self.dprintf('connected: %s\n', lambda: self.target)
[253]657        return self.join_switch()
[166]658
659    def write_message(self, message, binary=False):
660        if self.closed:
661            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
[253]662        self.device.write(message)
[166]663
[253]664    def read(self):
[166]665        if self.closed:
666            raise ValueError('I/O operation on closed tap')
[162]667        buf = []
668        while True:
[253]669            buf.append(self.device.read(65535))
670            if len(buf[-1]) < 65535:
[162]671                break
[166]672        return ''.join(buf)
[162]673
674
[253]675class ClientHandler(BaseClientHandler):
[191]676    IFTYPE = 'client'
[253]677    IFOP_ALLOWED = False
[191]678
[253]679    def __init__(self, *args, **kwargs):
680        super(ClientHandler, self).__init__(*args, **kwargs)
681
[265]682        self._sslopt = kwargs.get('sslopt', {})
[151]683        self._options = {}
684
[253]685        cred = kwargs.get('cred', None)
686
[174]687        if isinstance(cred, dict) and cred['user'] and cred['passwd']:
688            token = base64.b64encode('%s:%s' % (cred['user'], cred['passwd']))
[151]689            auth = ['Authorization: Basic %s' % token]
690            self._options['header'] = auth
691
692    def open(self):
[160]693        if not self.closed:
[202]694            raise websocket.WebSocketException('Already opened')
[151]695
[251]696        # XXX: may be blocked
[265]697        self.register_device(websocket.WebSocket(sslopt=self._sslopt))
698        self.device.connect(self.target, **self._options)
699        self.dprintf('connected: %s\n', lambda: self.target)
700        return self.join_switch()
[181]701
[151]702    def write_message(self, message, binary=False):
[160]703        if self.closed:
[202]704            raise websocket.WebSocketException('Closed socket')
[151]705        if binary:
706            flag = websocket.ABNF.OPCODE_BINARY
[160]707        else:
708            flag = websocket.ABNF.OPCODE_TEXT
[253]709        self.device.send(message, flag)
[151]710
[253]711    def read(self):
712        if self.closed:
713            raise websocket.WebSocketException('Closed socket')
714        return self.device.recv()
[151]715
716
[253]717class ControlServerHandler(DebugMixIn, BasicAuthMixIn, RequestHandler):
[183]718    NAMESPACE = 'etherws.control'
[191]719    IFTYPES = {
[253]720        NetdevHandler.IFTYPE: NetdevHandler,
721        TapHandler.IFTYPE:    TapHandler,
722        ClientHandler.IFTYPE: ClientHandler,
[186]723    }
[183]724
[253]725    def __init__(self, app, req, ioloop, switch, htpasswd, debug):
726        super(ControlServerHandler, self).__init__(app, req)
[183]727        self._ioloop = ioloop
728        self._switch = switch
729        self._htpasswd = htpasswd
730        self._debug = debug
731
732    def post(self):
[202]733        try:
734            request = json.loads(self.request.body)
735        except Exception as e:
736            return self._jsonrpc_response(error={
737                'code':    0 - 32700,
738                'message': 'Parse error',
739                'data':    '%s: %s' % (e.__class__.__name__, str(e)),
740            })
[183]741
742        try:
[202]743            id_ = request.get('id')
744            params = request.get('params')
745            version = request['jsonrpc']
746            method = request['method']
747            if version != '2.0':
748                raise ValueError('Invalid JSON-RPC version: %s' % version)
749        except Exception as e:
750            return self._jsonrpc_response(id_=id_, error={
751                'code':    0 - 32600,
752                'message': 'Invalid Request',
753                'data':    '%s: %s' % (e.__class__.__name__, str(e)),
754            })
[183]755
[202]756        try:
[183]757            if not method.startswith(self.NAMESPACE + '.'):
[202]758                raise ValueError('Invalid method namespace: %s' % method)
[183]759            handler = 'handle_' + method[len(self.NAMESPACE) + 1:]
[202]760            handler = getattr(self, handler)
761        except Exception as e:
762            return self._jsonrpc_response(id_=id_, error={
763                'code':    0 - 32601,
764                'message': 'Method not found',
765                'data':    '%s: %s' % (e.__class__.__name__, str(e)),
766            })
[183]767
[202]768        try:
769            return self._jsonrpc_response(id_=id_, result=handler(params))
[183]770        except Exception as e:
771            traceback.print_exc()
[202]772            return self._jsonrpc_response(id_=id_, error={
773                'code':    0 - 32602,
774                'message': 'Invalid params',
775                'data':     '%s: %s' % (e.__class__.__name__, str(e)),
776            })
[183]777
[198]778    def handle_listFdb(self, params):
779        list_ = []
[208]780        for vid, mac, entry in self._switch.fdb.each():
[207]781            list_.append({
782                'vid':  vid,
783                'mac':  EthernetFrame.format_mac(mac),
784                'port': entry.port.number,
785                'age':  int(entry.age),
786            })
[199]787        return {'entries': list_}
[198]788
[183]789    def handle_listPort(self, params):
[202]790        return {'entries': [self._portstat(p) for p in self._switch.portlist]}
[183]791
792    def handle_addPort(self, params):
[202]793        type_ = params['type']
794        target = params['target']
[253]795        opt = getattr(self, '_optparse_' + type_)(params.get('options', {}))
[202]796        cls = self.IFTYPES[type_]
[253]797        interface = cls(self._ioloop, self._switch, target, self._debug, **opt)
[202]798        portnum = interface.open()
799        return {'entries': [self._portstat(self._switch.get_port(portnum))]}
[183]800
[211]801    def handle_setPort(self, params):
[202]802        port = self._switch.get_port(int(params['port']))
[211]803        shut = params.get('shut')
804        if shut is not None:
805            port.shut = bool(shut)
[202]806        return {'entries': [self._portstat(port)]}
[183]807
[211]808    def handle_delPort(self, params):
[202]809        port = self._switch.get_port(int(params['port']))
[211]810        port.interface.close()
[202]811        return {'entries': [self._portstat(port)]}
[183]812
[212]813    def handle_setInterface(self, params):
814        portnum = int(params['port'])
815        port = self._switch.get_port(portnum)
816        address = params.get('address')
817        netmask = params.get('netmask')
818        mtu = params.get('mtu')
[253]819        if not port.interface.IFOP_ALLOWED:
[212]820            raise ValueError('Port %d has unsupported interface: %s' %
821                             (portnum, port.interface.IFTYPE))
822        if address is not None:
823            port.interface.address = address
824        if netmask is not None:
825            port.interface.netmask = netmask
826        if mtu is not None:
827            port.interface.mtu = mtu
828        return {'entries': [self._ifstat(port)]}
829
830    def handle_listInterface(self, params):
831        return {'entries': [self._ifstat(p) for p in self._switch.portlist
[253]832                            if p.interface.IFOP_ALLOWED]}
[212]833
[251]834    def _optparse_netdev(self, opt):
[253]835        return {}
[251]836
[186]837    def _optparse_tap(self, opt):
[253]838        return {}
[183]839
[186]840    def _optparse_client(self, opt):
841        if opt.get('insecure'):
[273]842            sslopt = {'cert_reqs': ssl.CERT_NONE}
[265]843        else:
844            sslopt = {'cert_reqs': ssl.CERT_REQUIRED,
845                      'ca_certs':  opt.get('cacerts')}
[186]846        cred = {'user': opt.get('user'), 'passwd': opt.get('passwd')}
[265]847        return {'sslopt': sslopt, 'cred': cred}
[183]848
[202]849    def _jsonrpc_response(self, id_=None, result=None, error=None):
850        res = {'jsonrpc': '2.0', 'id': id_}
851        if result:
852            res['result'] = result
853        if error:
854            res['error'] = error
855        self.finish(res)
856
[183]857    @staticmethod
[186]858    def _portstat(port):
859        return {
860            'port':   port.number,
[191]861            'type':   port.interface.IFTYPE,
[203]862            'target': port.interface.target,
[186]863            'tx':     port.tx,
864            'rx':     port.rx,
865            'shut':   port.shut,
866        }
[183]867
[212]868    @staticmethod
869    def _ifstat(port):
870        return {
871            'port':    port.number,
872            'type':    port.interface.IFTYPE,
873            'target':  port.interface.target,
874            'address': port.interface.address,
875            'netmask': port.interface.netmask,
876            'mtu':     port.interface.mtu,
877        }
[183]878
[212]879
[206]880def _print_error(error):
[205]881    print(%s (%s)' % (error['message'], error['code']))
882    print('    %s' % error['data'])
883
884
[206]885def _start_sw(args):
[186]886    def daemonize(nochdir=False, noclose=False):
887        if os.fork() > 0:
888            sys.exit(0)
[134]889
[186]890        os.setsid()
[134]891
[186]892        if os.fork() > 0:
893            sys.exit(0)
[134]894
[186]895        if not nochdir:
896            os.chdir('/')
[134]897
[186]898        if not noclose:
899            os.umask(0)
900            sys.stdin.close()
901            sys.stdout.close()
902            sys.stderr.close()
903            os.close(0)
904            os.close(1)
905            os.close(2)
906            sys.stdin = open(os.devnull)
907            sys.stdout = open(os.devnull, 'a')
908            sys.stderr = open(os.devnull, 'a')
[134]909
[186]910    def checkabspath(ns, path):
[184]911        val = getattr(ns, path, '')
912        if not val.startswith('/'):
[202]913            raise ValueError('Invalid %: %s' % (path, val))
[184]914
915    def getsslopt(ns, key, cert):
916        kval = getattr(ns, key, None)
917        cval = getattr(ns, cert, None)
918        if kval and cval:
919            return {'keyfile': kval, 'certfile': cval}
920        elif kval or cval:
[202]921            raise ValueError('Both %s and %s are required' % (key, cert))
[184]922        return None
923
[186]924    def setrealpath(ns, *keys):
925        for k in keys:
926            v = getattr(ns, k, None)
927            if v is not None:
928                v = os.path.realpath(v)
929                open(v).close()  # check readable
930                setattr(ns, k, v)
931
[184]932    def setport(ns, port, isssl):
933        val = getattr(ns, port, None)
934        if val is None:
935            if isssl:
936                return setattr(ns, port, 443)
937            return setattr(ns, port, 80)
938        if not (0 <= val <= 65535):
[202]939            raise ValueError('Invalid %s: %s' % (port, val))
[184]940
941    def sethtpasswd(ns, htpasswd):
942        val = getattr(ns, htpasswd, None)
943        if val:
944            return setattr(ns, htpasswd, Htpasswd(val))
945
[272]946    # if args.debug:
947    #     websocket.enableTrace(True)
[183]948
949    if args.ageout <= 0:
[202]950        raise ValueError('Invalid ageout: %s' % args.ageout)
[183]951
[186]952    setrealpath(args, 'htpasswd', 'sslkey', 'sslcert')
953    setrealpath(args, 'ctlhtpasswd', 'ctlsslkey', 'ctlsslcert')
[183]954
[186]955    checkabspath(args, 'path')
956    checkabspath(args, 'ctlpath')
[183]957
[184]958    sslopt = getsslopt(args, 'sslkey', 'sslcert')
959    ctlsslopt = getsslopt(args, 'ctlsslkey', 'ctlsslcert')
[143]960
[184]961    setport(args, 'port', sslopt)
962    setport(args, 'ctlport', ctlsslopt)
[143]963
[184]964    sethtpasswd(args, 'htpasswd')
965    sethtpasswd(args, 'ctlhtpasswd')
[167]966
[183]967    ioloop = IOLoop.instance()
[253]968    fdb = FDB(args.ageout, args.debug)
969    switch = SwitchingHub(fdb, args.debug)
[167]970
[184]971    if args.port == args.ctlport and args.host == args.ctlhost:
972        if args.path == args.ctlpath:
[202]973            raise ValueError('Same path/ctlpath on same host')
[184]974        if args.sslkey != args.ctlsslkey:
[202]975            raise ValueError('Different sslkey/ctlsslkey on same host')
[184]976        if args.sslcert != args.ctlsslcert:
[202]977            raise ValueError('Different sslcert/ctlsslcert on same host')
[133]978
[184]979        app = Application([
[253]980            (args.path, ServerHandler, {
[184]981                'switch':   switch,
982                'htpasswd': args.htpasswd,
983                'debug':    args.debug,
984            }),
[253]985            (args.ctlpath, ControlServerHandler, {
[184]986                'ioloop':   ioloop,
987                'switch':   switch,
988                'htpasswd': args.ctlhtpasswd,
989                'debug':    args.debug,
990            }),
991        ])
992        server = HTTPServer(app, ssl_options=sslopt)
993        server.listen(args.port, address=args.host)
[151]994
[184]995    else:
[253]996        app = Application([(args.path, ServerHandler, {
[184]997            'switch':   switch,
998            'htpasswd': args.htpasswd,
999            'debug':    args.debug,
1000        })])
1001        server = HTTPServer(app, ssl_options=sslopt)
1002        server.listen(args.port, address=args.host)
1003
[253]1004        ctl = Application([(args.ctlpath, ControlServerHandler, {
[184]1005            'ioloop':   ioloop,
1006            'switch':   switch,
1007            'htpasswd': args.ctlhtpasswd,
1008            'debug':    args.debug,
1009        })])
1010        ctlserver = HTTPServer(ctl, ssl_options=ctlsslopt)
1011        ctlserver.listen(args.ctlport, address=args.ctlhost)
1012
[151]1013    if not args.foreground:
1014        daemonize()
1015
[138]1016    ioloop.start()
[133]1017
1018
[206]1019def _start_ctl(args):
[272]1020    def have_ssl_cert_verification():
1021        return 'context' in urllib2.urlopen.__code__.co_varnames
1022
[202]1023    def request(args, method, params=None, id_=0):
[190]1024        req = urllib2.Request(args.ctlurl)
1025        req.add_header('Content-type', 'application/json')
1026        if args.ctluser:
1027            if not args.ctlpasswd:
[209]1028                args.ctlpasswd = getpass.getpass('Control Password: ')
[190]1029            token = base64.b64encode('%s:%s' % (args.ctluser, args.ctlpasswd))
1030            req.add_header('Authorization', 'Basic %s' % token)
[253]1031        method = '.'.join([ControlServerHandler.NAMESPACE, method])
[202]1032        data = {'jsonrpc': '2.0', 'method': method, 'id': id_}
1033        if params is not None:
1034            data['params'] = params
[272]1035        if have_ssl_cert_verification():
1036            ctx = ssl.create_default_context(purpose=ssl.Purpose.SERVER_AUTH,
1037                                             cafile=args.ctlsslcert)
1038            if args.ctlinsecure:
1039                ctx.check_hostname = False
1040                ctx.verify_mode = ssl.CERT_NONE
1041            fp = urllib2.urlopen(req, json.dumps(data), context=ctx)
1042        elif args.ctlsslcert:
1043            raise EnvironmentError('do not support certificate verification')
1044        else:
1045            fp = urllib2.urlopen(req, json.dumps(data))
1046        return json.loads(fp.read())
[190]1047
[255]1048    def print_table(rows):
1049        cols = zip(*rows)
1050        maxlen = [0] * len(cols)
1051        for i in xrange(len(cols)):
1052            maxlen[i] = max(len(str(c)) for c in cols[i])
1053        fmt = '  '.join(['%%-%ds' % maxlen[i] for i in xrange(len(cols))])
1054        fmt = '  ' + fmt
1055        for row in rows:
1056            print(fmt % tuple(row))
1057
[199]1058    def print_portlist(result):
[255]1059        rows = [['Port', 'Type', 'State', 'RX', 'TX', 'Target']]
[199]1060        for r in result:
[255]1061            rows.append([r['port'], r['type'], 'shut' if r['shut'] else 'up',
1062                         r['rx'], r['tx'], r['target']])
1063        print_table(rows)
[199]1064
[212]1065    def print_iflist(result):
[255]1066        rows = [['Port', 'Type', 'Address', 'Netmask', 'MTU', 'Target']]
[212]1067        for r in result:
[255]1068            rows.append([r['port'], r['type'], r['address'],
1069                         r['netmask'], r['mtu'], r['target']])
1070        print_table(rows)
[212]1071
[190]1072    def handle_ctl_addport(args):
[205]1073        opts = {
1074            'user':     getattr(args, 'user', None),
1075            'passwd':   getattr(args, 'passwd', None),
1076            'cacerts':  getattr(args, 'cacerts', None),
1077            'insecure': getattr(args, 'insecure', None),
1078        }
[253]1079        if args.iftype == ClientHandler.IFTYPE:
[205]1080            if not args.target.startswith('ws://') and \
1081               not args.target.startswith('wss://'):
1082                raise ValueError('Invalid target URL scheme: %s' % args.target)
[210]1083            if not opts['user'] and opts['passwd']:
1084                raise ValueError('Authentication required but username empty')
1085            if opts['user'] and not opts['passwd']:
1086                opts['passwd'] = getpass.getpass('Client Password: ')
[202]1087        result = request(args, 'addPort', {
[204]1088            'type':    args.iftype,
[191]1089            'target':  args.target,
[205]1090            'options': opts,
[202]1091        })
1092        if 'error' in result:
[206]1093            _print_error(result['error'])
[199]1094        else:
1095            print_portlist(result['result']['entries'])
[190]1096
[211]1097    def handle_ctl_setport(args):
[190]1098        if args.port <= 0:
[202]1099            raise ValueError('Invalid port: %d' % args.port)
[211]1100        req = {'port': args.port}
1101        shut = getattr(args, 'shut', None)
1102        if shut is not None:
1103            req['shut'] = bool(shut)
1104        result = request(args, 'setPort', req)
[202]1105        if 'error' in result:
[206]1106            _print_error(result['error'])
[199]1107        else:
1108            print_portlist(result['result']['entries'])
[190]1109
1110    def handle_ctl_delport(args):
1111        if args.port <= 0:
[202]1112            raise ValueError('Invalid port: %d' % args.port)
1113        result = request(args, 'delPort', {'port': args.port})
1114        if 'error' in result:
[206]1115            _print_error(result['error'])
[199]1116        else:
1117            print_portlist(result['result']['entries'])
[190]1118
1119    def handle_ctl_listport(args):
[202]1120        result = request(args, 'listPort')
1121        if 'error' in result:
[206]1122            _print_error(result['error'])
[199]1123        else:
1124            print_portlist(result['result']['entries'])
[190]1125
[212]1126    def handle_ctl_setif(args):
1127        if args.port <= 0:
1128            raise ValueError('Invalid port: %d' % args.port)
1129        req = {'port': args.port}
1130        address = getattr(args, 'address', None)
1131        netmask = getattr(args, 'netmask', None)
1132        mtu = getattr(args, 'mtu', None)
1133        if address is not None:
1134            if address:
1135                socket.inet_aton(address)  # validate
1136            req['address'] = address
1137        if netmask is not None:
1138            if netmask:
1139                socket.inet_aton(netmask)  # validate
1140            req['netmask'] = netmask
1141        if mtu is not None:
1142            if mtu < 576:
1143                raise ValueError('Invalid MTU: %d' % mtu)
1144            req['mtu'] = mtu
1145        result = request(args, 'setInterface', req)
1146        if 'error' in result:
1147            _print_error(result['error'])
1148        else:
1149            print_iflist(result['result']['entries'])
1150
1151    def handle_ctl_listif(args):
1152        result = request(args, 'listInterface')
1153        if 'error' in result:
1154            _print_error(result['error'])
1155        else:
1156            print_iflist(result['result']['entries'])
1157
[198]1158    def handle_ctl_listfdb(args):
[202]1159        result = request(args, 'listFdb')
1160        if 'error' in result:
[206]1161            return _print_error(result['error'])
[255]1162        rows = [['Port', 'VLAN', 'MAC', 'Age']]
1163        for r in result['result']['entries']:
1164            rows.append([r['port'], r['vid'], r['mac'], r['age']])
1165        print_table(rows)
1166
[199]1167    locals()['handle_ctl_' + args.control_method](args)
[190]1168
1169
[206]1170def _main():
[186]1171    parser = argparse.ArgumentParser()
[190]1172    subcommand = parser.add_subparsers(dest='subcommand')
[186]1173
[204]1174    # - sw
[215]1175    parser_sw = subcommand.add_parser('sw',
1176                                      help='start virtual switch')
[190]1177
[215]1178    parser_sw.add_argument('--debug', action='store_true', default=False,
1179                           help='run as debug mode')
1180    parser_sw.add_argument('--foreground', action='store_true', default=False,
1181                           help='run as foreground mode')
1182    parser_sw.add_argument('--ageout', type=int, default=300,
1183                           help='FDB ageout time (sec)')
[186]1184
[215]1185    parser_sw.add_argument('--path', default='/',
1186                           help='http(s) path to serve WebSocket')
1187    parser_sw.add_argument('--host', default='',
1188                           help='listen address to serve WebSocket')
1189    parser_sw.add_argument('--port', type=int,
1190                           help='listen port to serve WebSocket')
1191    parser_sw.add_argument('--htpasswd',
1192                           help='path to htpasswd file to auth WebSocket')
1193    parser_sw.add_argument('--sslkey',
1194                           help='path to SSL private key for WebSocket')
1195    parser_sw.add_argument('--sslcert',
1196                           help='path to SSL certificate for WebSocket')
[186]1197
[215]1198    parser_sw.add_argument('--ctlpath', default='/ctl',
1199                           help='http(s) path to serve control API')
1200    parser_sw.add_argument('--ctlhost', default='127.0.0.1',
1201                           help='listen address to serve control API')
1202    parser_sw.add_argument('--ctlport', type=int, default=7867,
1203                           help='listen port to serve control API')
1204    parser_sw.add_argument('--ctlhtpasswd',
1205                           help='path to htpasswd file to auth control API')
1206    parser_sw.add_argument('--ctlsslkey',
1207                           help='path to SSL private key for control API')
1208    parser_sw.add_argument('--ctlsslcert',
1209                           help='path to SSL certificate for control API')
[186]1210
[204]1211    # - ctl
[215]1212    parser_ctl = subcommand.add_parser('ctl',
1213                                       help='control virtual switch')
1214    parser_ctl.add_argument('--ctlurl', default='http://127.0.0.1:7867/ctl',
1215                            help='URL to control API')
1216    parser_ctl.add_argument('--ctluser',
1217                            help='username to auth control API')
1218    parser_ctl.add_argument('--ctlpasswd',
1219                            help='password to auth control API')
[272]1220    parser_ctl.add_argument('--ctlsslcert',
1221                            help='path to SSL certificate for control API')
1222    parser_ctl.add_argument(
1223        '--ctlinsecure', action='store_true', default=False,
1224        help='do not verify control API certificate')
[190]1225
[204]1226    control_method = parser_ctl.add_subparsers(dest='control_method')
[190]1227
[204]1228    # -- ctl addport
[215]1229    parser_ctl_addport = control_method.add_parser('addport',
1230                                                   help='create and add port')
[204]1231    iftype = parser_ctl_addport.add_subparsers(dest='iftype')
[190]1232
[251]1233    # --- ctl addport netdev
1234    parser_ctl_addport_netdev = iftype.add_parser(NetdevHandler.IFTYPE,
[257]1235                                                  help='Network device')
[251]1236    parser_ctl_addport_netdev.add_argument('target',
1237                                           help='device name to add interface')
1238
[204]1239    # --- ctl addport tap
[215]1240    parser_ctl_addport_tap = iftype.add_parser(TapHandler.IFTYPE,
1241                                               help='TAP device')
1242    parser_ctl_addport_tap.add_argument('target',
1243                                        help='device name to create interface')
[190]1244
[204]1245    # --- ctl addport client
[253]1246    parser_ctl_addport_client = iftype.add_parser(ClientHandler.IFTYPE,
[215]1247                                                  help='WebSocket client')
1248    parser_ctl_addport_client.add_argument('target',
1249                                           help='URL to connect WebSocket')
1250    parser_ctl_addport_client.add_argument('--user',
1251                                           help='username to auth WebSocket')
1252    parser_ctl_addport_client.add_argument('--passwd',
1253                                           help='password to auth WebSocket')
1254    parser_ctl_addport_client.add_argument('--cacerts',
1255                                           help='path to CA certificate')
[204]1256    parser_ctl_addport_client.add_argument(
[215]1257        '--insecure', action='store_true', default=False,
1258        help='do not verify server certificate')
[190]1259
[211]1260    # -- ctl setport
[215]1261    parser_ctl_setport = control_method.add_parser('setport',
1262                                                   help='set port config')
1263    parser_ctl_setport.add_argument('port', type=int,
1264                                    help='port number to set config')
1265    parser_ctl_setport.add_argument('--shut', type=int, choices=(0, 1),
1266                                    help='set shutdown state')
[190]1267
[204]1268    # -- ctl delport
[215]1269    parser_ctl_delport = control_method.add_parser('delport',
1270                                                   help='delete port')
1271    parser_ctl_delport.add_argument('port', type=int,
1272                                    help='port number to delete')
[198]1273
[204]1274    # -- ctl listport
[215]1275    parser_ctl_listport = control_method.add_parser('listport',
1276                                                    help='show port list')
[204]1277
[212]1278    # -- ctl setif
[215]1279    parser_ctl_setif = control_method.add_parser('setif',
1280                                                 help='set interface config')
1281    parser_ctl_setif.add_argument('port', type=int,
1282                                  help='port number to set config')
1283    parser_ctl_setif.add_argument('--address',
1284                                  help='IPv4 address to set interface')
1285    parser_ctl_setif.add_argument('--netmask',
1286                                  help='IPv4 netmask to set interface')
1287    parser_ctl_setif.add_argument('--mtu', type=int,
1288                                  help='MTU to set interface')
[212]1289
1290    # -- ctl listif
[215]1291    parser_ctl_listif = control_method.add_parser('listif',
1292                                                  help='show interface list')
[212]1293
[204]1294    # -- ctl listfdb
[215]1295    parser_ctl_listfdb = control_method.add_parser('listfdb',
1296                                                   help='show FDB entries')
[204]1297
[190]1298    # -- go
[186]1299    args = parser.parse_args()
1300
[205]1301    try:
[206]1302        globals()['_start_' + args.subcommand](args)
[205]1303    except Exception as e:
[206]1304        _print_error({
[205]1305            'code':    0 - 32603,
1306            'message': 'Internal error',
1307            'data':    '%s: %s' % (e.__class__.__name__, str(e)),
1308        })
[186]1309
[205]1310
[133]1311if __name__ == '__main__':
[206]1312    _main()
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.