1fdc0fe807b9b767d7d8e6fc8c8514eff6ce333b
[tinc] / src / net_packet.c
1 /*
2     net_packet.c -- Handles in- and outgoing VPN packets
3     Copyright (C) 1998-2005 Ivo Timmermans,
4                   2000-2014 Guus Sliepen <guus@tinc-vpn.org>
5                   2010      Timothy Redaelli <timothy@redaelli.eu>
6                   2010      Brandon Black <blblack@gmail.com>
7
8     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9     it under the terms of the GNU General Public License as published by
10     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11     (at your option) any later version.
12
13     This program is distributed in the hope that it will be useful,
14     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16     GNU General Public License for more details.
17
18     You should have received a copy of the GNU General Public License along
19     with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
20     51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
21 */
22
23 #include "system.h"
24
25 #ifdef HAVE_ZLIB
26 #include <zlib.h>
27 #endif
28
29 #ifdef HAVE_LZO
30 #include LZO1X_H
31 #endif
32
33 #include "cipher.h"
34 #include "conf.h"
35 #include "connection.h"
36 #include "crypto.h"
37 #include "digest.h"
38 #include "device.h"
39 #include "ethernet.h"
40 #include "ipv4.h"
41 #include "ipv6.h"
42 #include "graph.h"
43 #include "logger.h"
44 #include "net.h"
45 #include "netutl.h"
46 #include "protocol.h"
47 #include "route.h"
48 #include "utils.h"
49 #include "xalloc.h"
50
51 #ifndef MAX
52 #define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
53 #endif
54
55 /* The minimum size of a probe is 14 bytes, but since we normally use CBC mode
56    encryption, we can add a few extra random bytes without increasing the
57    resulting packet size. */
58 #define MIN_PROBE_SIZE 18
59
60 int keylifetime = 0;
61 #ifdef HAVE_LZO
62 static char lzo_wrkmem[LZO1X_999_MEM_COMPRESS > LZO1X_1_MEM_COMPRESS ? LZO1X_999_MEM_COMPRESS : LZO1X_1_MEM_COMPRESS];
63 #endif
64
65 static void send_udppacket(node_t *, vpn_packet_t *);
66
67 unsigned replaywin = 32;
68 bool localdiscovery = true;
69 bool udp_discovery = true;
70 int udp_discovery_keepalive_interval = 10;
71 int udp_discovery_interval = 2;
72 int udp_discovery_timeout = 30;
73
74 #define MAX_SEQNO 1073741824
75
76 static void try_fix_mtu(node_t *n) {
77         if(n->mtuprobes < 0)
78                 return;
79
80         if(n->mtuprobes == 20 || n->minmtu >= n->maxmtu) {
81                 if(n->minmtu > n->maxmtu)
82                         n->minmtu = n->maxmtu;
83                 else
84                         n->maxmtu = n->minmtu;
85                 n->mtu = n->minmtu;
86                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Fixing MTU of %s (%s) to %d after %d probes", n->name, n->hostname, n->mtu, n->mtuprobes);
87                 n->mtuprobes = -1;
88         }
89 }
90
91 static void udp_probe_timeout_handler(void *data) {
92         node_t *n = data;
93         if(!n->status.udp_confirmed)
94                 return;
95
96         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Too much time has elapsed since last UDP ping response from %s (%s), stopping UDP communication", n->name, n->hostname);
97         n->status.udp_confirmed = false;
98         n->maxrecentlen = 0;
99         n->mtuprobes = 0;
100         n->minmtu = 0;
101         n->maxmtu = MTU;
102 }
103
104 static void send_udp_probe_reply(node_t *n, vpn_packet_t *packet, length_t len) {
105         if(!n->status.sptps && !n->status.validkey) {
106                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Trying to send UDP probe reply to %s (%s) but we don't have his key yet", n->name, n->hostname);
107                 return;
108         }
109
110         /* Type 2 probe replies were introduced in protocol 17.3 */
111         if ((n->options >> 24) >= 3) {
112                 DATA(packet)[0] = 2;
113                 uint16_t len16 = htons(len);
114                 memcpy(DATA(packet) + 1, &len16, 2);
115                 packet->len = MIN_PROBE_SIZE;
116                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Sending type 2 probe reply length %u to %s (%s)", len, n->name, n->hostname);
117
118         } else {
119                 /* Legacy protocol: n won't understand type 2 probe replies. */
120                 DATA(packet)[0] = 1;
121                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Sending type 1 probe reply length %u to %s (%s)", len, n->name, n->hostname);
122         }
123
124         /* Temporarily set udp_confirmed, so that the reply is sent
125            back exactly the way it came in. */
126
127         bool udp_confirmed = n->status.udp_confirmed;
128         n->status.udp_confirmed = true;
129         send_udppacket(n, packet);
130         n->status.udp_confirmed = udp_confirmed;
131 }
132
133 static void udp_probe_h(node_t *n, vpn_packet_t *packet, length_t len) {
134         if(!DATA(packet)[0]) {
135                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Got UDP probe request %d from %s (%s)", packet->len, n->name, n->hostname);
136                 return send_udp_probe_reply(n, packet, len);
137         }
138
139         if (DATA(packet)[0] == 2) {
140                 // It's a type 2 probe reply, use the length field inside the packet
141                 uint16_t len16;
142                 memcpy(&len16, DATA(packet) + 1, 2);
143                 len = ntohs(len16);
144         }
145
146         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Got type %d UDP probe reply %d from %s (%s)", DATA(packet)[0], len, n->name, n->hostname);
147
148         /* It's a valid reply: now we know bidirectional communication
149            is possible using the address and socket that the reply
150            packet used. */
151         n->status.udp_confirmed = true;
152
153         // Reset the UDP ping timer.
154         n->udp_ping_sent = now;
155
156         if(udp_discovery) {
157                 timeout_del(&n->udp_ping_timeout);
158                 timeout_add(&n->udp_ping_timeout, &udp_probe_timeout_handler, n, &(struct timeval){udp_discovery_timeout, 0});
159         }
160
161         if(len > n->maxmtu) {
162                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Increase in PMTU to %s (%s) detected, restarting PMTU discovery", n->name, n->hostname);
163                 n->minmtu = len;
164                 n->maxmtu = MTU;
165                 /* Set mtuprobes to 1 so that try_mtu() doesn't reset maxmtu */
166                 n->mtuprobes = 1;
167                 return;
168         } else if(n->mtuprobes < 0 && len == n->maxmtu) {
169                 /* We got a maxmtu sized packet, confirming the PMTU is still valid. */
170                 n->mtuprobes = -1;
171                 n->mtu_ping_sent = now;
172         }
173
174         /* If applicable, raise the minimum supported MTU */
175
176         if(n->minmtu < len) {
177                 n->minmtu = len;
178                 try_fix_mtu(n);
179         }
180 }
181
182 static length_t compress_packet(uint8_t *dest, const uint8_t *source, length_t len, int level) {
183         if(level == 0) {
184                 memcpy(dest, source, len);
185                 return len;
186         } else if(level == 10) {
187 #ifdef HAVE_LZO
188                 lzo_uint lzolen = MAXSIZE;
189                 lzo1x_1_compress(source, len, dest, &lzolen, lzo_wrkmem);
190                 return lzolen;
191 #else
192                 return -1;
193 #endif
194         } else if(level < 10) {
195 #ifdef HAVE_ZLIB
196                 unsigned long destlen = MAXSIZE;
197                 if(compress2(dest, &destlen, source, len, level) == Z_OK)
198                         return destlen;
199                 else
200 #endif
201                         return -1;
202         } else {
203 #ifdef HAVE_LZO
204                 lzo_uint lzolen = MAXSIZE;
205                 lzo1x_999_compress(source, len, dest, &lzolen, lzo_wrkmem);
206                 return lzolen;
207 #else
208                 return -1;
209 #endif
210         }
211
212         return -1;
213 }
214
215 static length_t uncompress_packet(uint8_t *dest, const uint8_t *source, length_t len, int level) {
216         if(level == 0) {
217                 memcpy(dest, source, len);
218                 return len;
219         } else if(level > 9) {
220 #ifdef HAVE_LZO
221                 lzo_uint lzolen = MAXSIZE;
222                 if(lzo1x_decompress_safe(source, len, dest, &lzolen, NULL) == LZO_E_OK)
223                         return lzolen;
224                 else
225 #endif
226                         return -1;
227         }
228 #ifdef HAVE_ZLIB
229         else {
230                 unsigned long destlen = MAXSIZE;
231                 if(uncompress(dest, &destlen, source, len) == Z_OK)
232                         return destlen;
233                 else
234                         return -1;
235         }
236 #endif
237
238         return -1;
239 }
240
241 /* VPN packet I/O */
242
243 static void receive_packet(node_t *n, vpn_packet_t *packet) {
244         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Received packet of %d bytes from %s (%s)",
245                            packet->len, n->name, n->hostname);
246
247         n->in_packets++;
248         n->in_bytes += packet->len;
249
250         route(n, packet);
251 }
252
253 static bool try_mac(node_t *n, const vpn_packet_t *inpkt) {
254         if(n->status.sptps)
255                 return sptps_verify_datagram(&n->sptps, DATA(inpkt), inpkt->len);
256
257 #ifdef DISABLE_LEGACY
258         return false;
259 #else
260         if(!n->status.validkey_in || !digest_active(n->indigest) || inpkt->len < sizeof(seqno_t) + digest_length(n->indigest))
261                 return false;
262
263         return digest_verify(n->indigest, SEQNO(inpkt), inpkt->len - digest_length(n->indigest), DATA(inpkt) + inpkt->len - digest_length(n->indigest));
264 #endif
265 }
266
267 static bool receive_udppacket(node_t *n, vpn_packet_t *inpkt) {
268         vpn_packet_t pkt1, pkt2;
269         vpn_packet_t *pkt[] = { &pkt1, &pkt2, &pkt1, &pkt2 };
270         int nextpkt = 0;
271         size_t outlen;
272         pkt1.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
273         pkt2.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
274
275         if(n->status.sptps) {
276                 if(!n->sptps.state) {
277                         if(!n->status.waitingforkey) {
278                                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Got packet from %s (%s) but we haven't exchanged keys yet", n->name, n->hostname);
279                                 send_req_key(n);
280                         } else {
281                                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Got packet from %s (%s) but he hasn't got our key yet", n->name, n->hostname);
282                         }
283                         return false;
284                 }
285                 inpkt->offset += 2 * sizeof(node_id_t);
286                 n->status.udppacket = true;
287                 bool result = sptps_receive_data(&n->sptps, DATA(inpkt), inpkt->len - 2 * sizeof(node_id_t));
288                 n->status.udppacket = false;
289
290                 if(!result) {
291                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Got bad packet from %s (%s)", n->name, n->hostname);
292                         return false;
293                 }
294                 return true;
295         }
296
297 #ifdef DISABLE_LEGACY
298         return false;
299 #else
300         if(!n->status.validkey_in) {
301                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Got packet from %s (%s) but he hasn't got our key yet", n->name, n->hostname);
302                 return false;
303         }
304
305         /* Check packet length */
306
307         if(inpkt->len < sizeof(seqno_t) + digest_length(n->indigest)) {
308                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Got too short packet from %s (%s)",
309                                         n->name, n->hostname);
310                 return false;
311         }
312
313         /* It's a legacy UDP packet, the data starts after the seqno */
314
315         inpkt->offset += sizeof(seqno_t);
316
317         /* Check the message authentication code */
318
319         if(digest_active(n->indigest)) {
320                 inpkt->len -= digest_length(n->indigest);
321                 if(!digest_verify(n->indigest, SEQNO(inpkt), inpkt->len, SEQNO(inpkt) + inpkt->len)) {
322                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Got unauthenticated packet from %s (%s)", n->name, n->hostname);
323                         return false;
324                 }
325         }
326         /* Decrypt the packet */
327
328         if(cipher_active(n->incipher)) {
329                 vpn_packet_t *outpkt = pkt[nextpkt++];
330                 outlen = MAXSIZE;
331
332                 if(!cipher_decrypt(n->incipher, SEQNO(inpkt), inpkt->len, SEQNO(outpkt), &outlen, true)) {
333                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Error decrypting packet from %s (%s)", n->name, n->hostname);
334                         return false;
335                 }
336
337                 outpkt->len = outlen;
338                 inpkt = outpkt;
339         }
340
341         /* Check the sequence number */
342
343         seqno_t seqno;
344         memcpy(&seqno, SEQNO(inpkt), sizeof seqno);
345         seqno = ntohl(seqno);
346         inpkt->len -= sizeof seqno;
347
348         if(replaywin) {
349                 if(seqno != n->received_seqno + 1) {
350                         if(seqno >= n->received_seqno + replaywin * 8) {
351                                 if(n->farfuture++ < replaywin >> 2) {
352                                         logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_WARNING, "Packet from %s (%s) is %d seqs in the future, dropped (%u)",
353                                                 n->name, n->hostname, seqno - n->received_seqno - 1, n->farfuture);
354                                         return false;
355                                 }
356                                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_WARNING, "Lost %d packets from %s (%s)",
357                                                 seqno - n->received_seqno - 1, n->name, n->hostname);
358                                 memset(n->late, 0, replaywin);
359                         } else if (seqno <= n->received_seqno) {
360                                 if((n->received_seqno >= replaywin * 8 && seqno <= n->received_seqno - replaywin * 8) || !(n->late[(seqno / 8) % replaywin] & (1 << seqno % 8))) {
361                                         logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_WARNING, "Got late or replayed packet from %s (%s), seqno %d, last received %d",
362                                                 n->name, n->hostname, seqno, n->received_seqno);
363                                         return false;
364                                 }
365                         } else {
366                                 for(int i = n->received_seqno + 1; i < seqno; i++)
367                                         n->late[(i / 8) % replaywin] |= 1 << i % 8;
368                         }
369                 }
370
371                 n->farfuture = 0;
372                 n->late[(seqno / 8) % replaywin] &= ~(1 << seqno % 8);
373         }
374
375         if(seqno > n->received_seqno)
376                 n->received_seqno = seqno;
377
378         n->received++;
379
380         if(n->received_seqno > MAX_SEQNO)
381                 regenerate_key();
382
383         /* Decompress the packet */
384
385         length_t origlen = inpkt->len;
386
387         if(n->incompression) {
388                 vpn_packet_t *outpkt = pkt[nextpkt++];
389
390                 if((outpkt->len = uncompress_packet(DATA(outpkt), DATA(inpkt), inpkt->len, n->incompression)) < 0) {
391                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Error while uncompressing packet from %s (%s)",
392                                                  n->name, n->hostname);
393                         return false;
394                 }
395
396                 inpkt = outpkt;
397
398                 origlen -= MTU/64 + 20;
399         }
400
401         if(inpkt->len > n->maxrecentlen)
402                 n->maxrecentlen = inpkt->len;
403
404         inpkt->priority = 0;
405
406         if(!DATA(inpkt)[12] && !DATA(inpkt)[13])
407                 udp_probe_h(n, inpkt, origlen);
408         else
409                 receive_packet(n, inpkt);
410         return true;
411 #endif
412 }
413
414 void receive_tcppacket(connection_t *c, const char *buffer, int len) {
415         vpn_packet_t outpkt;
416         outpkt.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
417
418         if(len > sizeof outpkt.data - outpkt.offset)
419                 return;
420
421         outpkt.len = len;
422         if(c->options & OPTION_TCPONLY)
423                 outpkt.priority = 0;
424         else
425                 outpkt.priority = -1;
426         memcpy(DATA(&outpkt), buffer, len);
427
428         receive_packet(c->node, &outpkt);
429 }
430
431 bool receive_tcppacket_sptps(connection_t *c, const char *data, int len) {
432         if (len < sizeof(node_id_t) + sizeof(node_id_t)) {
433                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Got too short TCP SPTPS packet from %s (%s)", c->name, c->hostname);
434                 return false;
435         }
436
437         node_t *to = lookup_node_id((node_id_t *)data);
438         data += sizeof(node_id_t); len -= sizeof(node_id_t);
439         if(!to) {
440                 logger(DEBUG_PROTOCOL, LOG_ERR, "Got TCP SPTPS packet from %s (%s) with unknown destination ID", c->name, c->hostname);
441                 return true;
442         }
443
444         node_t *from = lookup_node_id((node_id_t *)data);
445         data += sizeof(node_id_t); len -= sizeof(node_id_t);
446         if(!from) {
447                 logger(DEBUG_PROTOCOL, LOG_ERR, "Got TCP SPTPS packet from %s (%s) with unknown source ID", c->name, c->hostname);
448                 return true;
449         }
450
451         /* Help the sender reach us over UDP.
452            Note that we only do this if we're the destination or the static relay;
453            otherwise every hop would initiate its own UDP info message, resulting in elevated chatter. */
454         if(to->via == myself)
455                 send_udp_info(myself, from);
456
457         /* If we're not the final recipient, relay the packet. */
458
459         if(to != myself) {
460                 send_sptps_data(to, from, 0, data, len);
461                 try_tx(to, true);
462                 return true;
463         }
464
465         /* The packet is for us */
466
467         if(!from->status.validkey) {
468                 logger(DEBUG_PROTOCOL, LOG_ERR, "Got SPTPS packet from %s (%s) but we don't have a valid key yet", from->name, from->hostname);
469                 return true;
470         }
471         sptps_receive_data(&from->sptps, data, len);
472         send_mtu_info(myself, from, MTU);
473         return true;
474 }
475
476 static void send_sptps_packet(node_t *n, vpn_packet_t *origpkt) {
477         if(!n->status.validkey && !n->connection)
478                 return;
479
480         uint8_t type = 0;
481         int offset = 0;
482
483         if(!(DATA(origpkt)[12] | DATA(origpkt)[13])) {
484                 sptps_send_record(&n->sptps, PKT_PROBE, (char *)DATA(origpkt), origpkt->len);
485                 return;
486         }
487
488         if(routing_mode == RMODE_ROUTER)
489                 offset = 14;
490         else
491                 type = PKT_MAC;
492
493         if(origpkt->len < offset)
494                 return;
495
496         vpn_packet_t outpkt;
497
498         if(n->outcompression) {
499                 outpkt.offset = 0;
500                 int len = compress_packet(DATA(&outpkt) + offset, DATA(origpkt) + offset, origpkt->len - offset, n->outcompression);
501                 if(len < 0) {
502                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Error while compressing packet to %s (%s)", n->name, n->hostname);
503                 } else if(len < origpkt->len - offset) {
504                         outpkt.len = len + offset;
505                         origpkt = &outpkt;
506                         type |= PKT_COMPRESSED;
507                 }
508         }
509
510         /* If we have a direct metaconnection to n, and we can't use UDP, then
511            don't bother with SPTPS and just use a "plaintext" PACKET message.
512            We don't really care about end-to-end security since we're not
513            sending the message through any intermediate nodes. */
514         if(n->connection && origpkt->len > n->minmtu)
515                 send_tcppacket(n->connection, origpkt);
516         else
517                 sptps_send_record(&n->sptps, type, DATA(origpkt) + offset, origpkt->len - offset);
518         return;
519 }
520
521 static void adapt_socket(const sockaddr_t *sa, int *sock) {
522         /* Make sure we have a suitable socket for the chosen address */
523         if(listen_socket[*sock].sa.sa.sa_family != sa->sa.sa_family) {
524                 for(int i = 0; i < listen_sockets; i++) {
525                         if(listen_socket[i].sa.sa.sa_family == sa->sa.sa_family) {
526                                 *sock = i;
527                                 break;
528                         }
529                 }
530         }
531 }
532
533 static void choose_udp_address(const node_t *n, const sockaddr_t **sa, int *sock) {
534         /* Latest guess */
535         *sa = &n->address;
536         *sock = n->sock;
537
538         /* If the UDP address is confirmed, use it. */
539         if(n->status.udp_confirmed)
540                 return;
541
542         /* Send every third packet to n->address; that could be set
543            to the node's reflexive UDP address discovered during key
544            exchange. */
545
546         static int x = 0;
547         if(++x >= 3) {
548                 x = 0;
549                 return;
550         }
551
552         /* Otherwise, address are found in edges to this node.
553            So we pick a random edge and a random socket. */
554
555         int i = 0;
556         int j = rand() % n->edge_tree->count;
557         edge_t *candidate = NULL;
558
559         for splay_each(edge_t, e, n->edge_tree) {
560                 if(i++ == j) {
561                         candidate = e->reverse;
562                         break;
563                 }
564         }
565
566         if(candidate) {
567                 *sa = &candidate->address;
568                 *sock = rand() % listen_sockets;
569         }
570
571         adapt_socket(*sa, sock);
572 }
573
574 static void choose_local_address(const node_t *n, const sockaddr_t **sa, int *sock) {
575         *sa = NULL;
576
577         /* Pick one of the edges from this node at random, then use its local address. */
578
579         int i = 0;
580         int j = rand() % n->edge_tree->count;
581         edge_t *candidate = NULL;
582
583         for splay_each(edge_t, e, n->edge_tree) {
584                 if(i++ == j) {
585                         candidate = e;
586                         break;
587                 }
588         }
589
590         if (candidate && candidate->local_address.sa.sa_family) {
591                 *sa = &candidate->local_address;
592                 *sock = rand() % listen_sockets;
593                 adapt_socket(*sa, sock);
594         }
595 }
596
597 static void send_udppacket(node_t *n, vpn_packet_t *origpkt) {
598         vpn_packet_t pkt1, pkt2;
599         vpn_packet_t *pkt[] = { &pkt1, &pkt2, &pkt1, &pkt2 };
600         vpn_packet_t *inpkt = origpkt;
601         int nextpkt = 0;
602         vpn_packet_t *outpkt;
603         int origlen = origpkt->len;
604         size_t outlen;
605 #if defined(SOL_IP) && defined(IP_TOS)
606         static int priority = 0;
607         int origpriority = origpkt->priority;
608 #endif
609
610         pkt1.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
611         pkt2.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
612
613         if(!n->status.reachable) {
614                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Trying to send UDP packet to unreachable node %s (%s)", n->name, n->hostname);
615                 return;
616         }
617
618         if(n->status.sptps)
619                 return send_sptps_packet(n, origpkt);
620
621 #ifdef DISABLE_LEGACY
622         return;
623 #else
624         /* Make sure we have a valid key */
625
626         if(!n->status.validkey) {
627                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO,
628                                    "No valid key known yet for %s (%s), forwarding via TCP",
629                                    n->name, n->hostname);
630                 send_tcppacket(n->nexthop->connection, origpkt);
631                 return;
632         }
633
634         if(n->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY && inpkt->len > n->minmtu && (DATA(inpkt)[12] | DATA(inpkt)[13])) {
635                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO,
636                                 "Packet for %s (%s) larger than minimum MTU, forwarding via %s",
637                                 n->name, n->hostname, n != n->nexthop ? n->nexthop->name : "TCP");
638
639                 if(n != n->nexthop)
640                         send_packet(n->nexthop, origpkt);
641                 else
642                         send_tcppacket(n->nexthop->connection, origpkt);
643
644                 return;
645         }
646
647         /* Compress the packet */
648
649         if(n->outcompression) {
650                 outpkt = pkt[nextpkt++];
651
652                 if((outpkt->len = compress_packet(DATA(outpkt), DATA(inpkt), inpkt->len, n->outcompression)) < 0) {
653                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Error while compressing packet to %s (%s)",
654                                    n->name, n->hostname);
655                         return;
656                 }
657
658                 inpkt = outpkt;
659         }
660
661         /* Add sequence number */
662
663         seqno_t seqno = htonl(++(n->sent_seqno));
664         memcpy(SEQNO(inpkt), &seqno, sizeof seqno);
665         inpkt->len += sizeof seqno;
666
667         /* Encrypt the packet */
668
669         if(cipher_active(n->outcipher)) {
670                 outpkt = pkt[nextpkt++];
671                 outlen = MAXSIZE;
672
673                 if(!cipher_encrypt(n->outcipher, SEQNO(inpkt), inpkt->len, SEQNO(outpkt), &outlen, true)) {
674                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Error while encrypting packet to %s (%s)", n->name, n->hostname);
675                         goto end;
676                 }
677
678                 outpkt->len = outlen;
679                 inpkt = outpkt;
680         }
681
682         /* Add the message authentication code */
683
684         if(digest_active(n->outdigest)) {
685                 if(!digest_create(n->outdigest, SEQNO(inpkt), inpkt->len, SEQNO(inpkt) + inpkt->len)) {
686                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Error while encrypting packet to %s (%s)", n->name, n->hostname);
687                         goto end;
688                 }
689
690                 inpkt->len += digest_length(n->outdigest);
691         }
692
693         /* Send the packet */
694
695         const sockaddr_t *sa = NULL;
696         int sock;
697
698         if(n->status.send_locally)
699                 choose_local_address(n, &sa, &sock);
700         if(!sa)
701                 choose_udp_address(n, &sa, &sock);
702
703 #if defined(SOL_IP) && defined(IP_TOS)
704         if(priorityinheritance && origpriority != priority
705            && listen_socket[n->sock].sa.sa.sa_family == AF_INET) {
706                 priority = origpriority;
707                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_DEBUG, "Setting outgoing packet priority to %d", priority);
708                 if(setsockopt(listen_socket[n->sock].udp.fd, SOL_IP, IP_TOS, &priority, sizeof(priority))) /* SO_PRIORITY doesn't seem to work */
709                         logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "System call `%s' failed: %s", "setsockopt", sockstrerror(sockerrno));
710         }
711 #endif
712
713         if(sendto(listen_socket[sock].udp.fd, SEQNO(inpkt), inpkt->len, 0, &sa->sa, SALEN(sa->sa)) < 0 && !sockwouldblock(sockerrno)) {
714                 if(sockmsgsize(sockerrno)) {
715                         if(n->maxmtu >= origlen)
716                                 n->maxmtu = origlen - 1;
717                         if(n->mtu >= origlen)
718                                 n->mtu = origlen - 1;
719                         try_fix_mtu(n);
720                 } else
721                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_WARNING, "Error sending packet to %s (%s): %s", n->name, n->hostname, sockstrerror(sockerrno));
722         }
723
724 end:
725         origpkt->len = origlen;
726 #endif
727 }
728
729 bool send_sptps_data(node_t *to, node_t *from, int type, const void *data, size_t len) {
730         node_t *relay = (to->via != myself && (type == PKT_PROBE || (len - SPTPS_DATAGRAM_OVERHEAD) <= to->via->minmtu)) ? to->via : to->nexthop;
731         bool direct = from == myself && to == relay;
732         bool relay_supported = (relay->options >> 24) >= 4;
733         bool tcponly = (myself->options | relay->options) & OPTION_TCPONLY;
734
735         /* Send it via TCP if it is a handshake packet, TCPOnly is in use, this is a relay packet that the other node cannot understand, or this packet is larger than the MTU. */
736
737         if(type == SPTPS_HANDSHAKE || tcponly || (!direct && !relay_supported) || (type != PKT_PROBE && (len - SPTPS_DATAGRAM_OVERHEAD) > relay->minmtu)) {
738                 if((from != myself || to->status.validkey) && (to->nexthop->connection->options >> 24) >= 7) {
739                         char buf[len + sizeof to->id + sizeof from->id]; char* buf_ptr = buf;
740                         memcpy(buf_ptr, &to->id, sizeof to->id); buf_ptr += sizeof to->id;
741                         memcpy(buf_ptr, &from->id, sizeof from->id); buf_ptr += sizeof from->id;
742                         memcpy(buf_ptr, data, len); buf_ptr += len;
743                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Sending packet from %s (%s) to %s (%s) via %s (%s) (TCP)", from->name, from->hostname, to->name, to->hostname, to->nexthop->name, to->nexthop->hostname);
744                         return send_sptps_tcppacket(to->nexthop->connection, buf, sizeof buf);
745                 }
746
747                 char buf[len * 4 / 3 + 5];
748                 b64encode(data, buf, len);
749                 /* If no valid key is known yet, send the packets using ANS_KEY requests,
750                    to ensure we get to learn the reflexive UDP address. */
751                 if(from == myself && !to->status.validkey) {
752                         to->incompression = myself->incompression;
753                         return send_request(to->nexthop->connection, "%d %s %s %s -1 -1 -1 %d", ANS_KEY, from->name, to->name, buf, to->incompression);
754                 } else {
755                         return send_request(to->nexthop->connection, "%d %s %s %d %s", REQ_KEY, from->name, to->name, SPTPS_PACKET, buf);
756                 }
757         }
758
759         size_t overhead = 0;
760         if(relay_supported) overhead += sizeof to->id + sizeof from->id;
761         char buf[len + overhead]; char* buf_ptr = buf;
762         if(relay_supported) {
763                 if(direct) {
764                         /* Inform the recipient that this packet was sent directly. */
765                         node_id_t nullid = {};
766                         memcpy(buf_ptr, &nullid, sizeof nullid); buf_ptr += sizeof nullid;
767                 } else {
768                         memcpy(buf_ptr, &to->id, sizeof to->id); buf_ptr += sizeof to->id;
769                 }
770                 memcpy(buf_ptr, &from->id, sizeof from->id); buf_ptr += sizeof from->id;
771
772         }
773         /* TODO: if this copy turns out to be a performance concern, change sptps_send_record() to add some "pre-padding" to the buffer and use that instead */
774         memcpy(buf_ptr, data, len); buf_ptr += len;
775
776         const sockaddr_t *sa = NULL;
777         int sock;
778         if(relay->status.send_locally)
779                 choose_local_address(relay, &sa, &sock);
780         if(!sa)
781                 choose_udp_address(relay, &sa, &sock);
782         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Sending packet from %s (%s) to %s (%s) via %s (%s) (UDP)", from->name, from->hostname, to->name, to->hostname, relay->name, relay->hostname);
783         if(sendto(listen_socket[sock].udp.fd, buf, buf_ptr - buf, 0, &sa->sa, SALEN(sa->sa)) < 0 && !sockwouldblock(sockerrno)) {
784                 if(sockmsgsize(sockerrno)) {
785                         // Compensate for SPTPS overhead
786                         len -= SPTPS_DATAGRAM_OVERHEAD;
787                         if(relay->maxmtu >= len)
788                                 relay->maxmtu = len - 1;
789                         if(relay->mtu >= len)
790                                 relay->mtu = len - 1;
791                         try_fix_mtu(relay);
792                 } else {
793                         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_WARNING, "Error sending UDP SPTPS packet to %s (%s): %s", relay->name, relay->hostname, sockstrerror(sockerrno));
794                         return false;
795                 }
796         }
797
798         return true;
799 }
800
801 bool receive_sptps_record(void *handle, uint8_t type, const void *data, uint16_t len) {
802         node_t *from = handle;
803
804         if(type == SPTPS_HANDSHAKE) {
805                 if(!from->status.validkey) {
806                         from->status.validkey = true;
807                         from->status.waitingforkey = false;
808                         logger(DEBUG_META, LOG_INFO, "SPTPS key exchange with %s (%s) succesful", from->name, from->hostname);
809                 }
810                 return true;
811         }
812
813         if(len > MTU) {
814                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Packet from %s (%s) larger than maximum supported size (%d > %d)", from->name, from->hostname, len, MTU);
815                 return false;
816         }
817
818         vpn_packet_t inpkt;
819         inpkt.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
820
821         if(type == PKT_PROBE) {
822                 if(!from->status.udppacket) {
823                         logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Got SPTPS PROBE packet from %s (%s) via TCP", from->name, from->hostname);
824                         return false;
825                 }
826                 inpkt.len = len;
827                 memcpy(DATA(&inpkt), data, len);
828                 if(inpkt.len > from->maxrecentlen)
829                         from->maxrecentlen = inpkt.len;
830                 udp_probe_h(from, &inpkt, len);
831                 return true;
832         }
833
834         if(type & ~(PKT_COMPRESSED | PKT_MAC)) {
835                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Unexpected SPTPS record type %d len %d from %s (%s)", type, len, from->name, from->hostname);
836                 return false;
837         }
838
839         /* Check if we have the headers we need */
840         if(routing_mode != RMODE_ROUTER && !(type & PKT_MAC)) {
841                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Received packet from %s (%s) without MAC header (maybe Mode is not set correctly)", from->name, from->hostname);
842                 return false;
843         } else if(routing_mode == RMODE_ROUTER && (type & PKT_MAC)) {
844                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_WARNING, "Received packet from %s (%s) with MAC header (maybe Mode is not set correctly)", from->name, from->hostname);
845         }
846
847         int offset = (type & PKT_MAC) ? 0 : 14;
848         if(type & PKT_COMPRESSED) {
849                 length_t ulen = uncompress_packet(DATA(&inpkt) + offset, (const uint8_t *)data, len, from->incompression);
850                 if(ulen < 0) {
851                         return false;
852                 } else {
853                         inpkt.len = ulen + offset;
854                 }
855                 if(inpkt.len > MAXSIZE)
856                         abort();
857         } else {
858                 memcpy(DATA(&inpkt) + offset, data, len);
859                 inpkt.len = len + offset;
860         }
861
862         /* Generate the Ethernet packet type if necessary */
863         if(offset) {
864                 switch(DATA(&inpkt)[14] >> 4) {
865                         case 4:
866                                 DATA(&inpkt)[12] = 0x08;
867                                 DATA(&inpkt)[13] = 0x00;
868                                 break;
869                         case 6:
870                                 DATA(&inpkt)[12] = 0x86;
871                                 DATA(&inpkt)[13] = 0xDD;
872                                 break;
873                         default:
874                                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR,
875                                                    "Unknown IP version %d while reading packet from %s (%s)",
876                                                    DATA(&inpkt)[14] >> 4, from->name, from->hostname);
877                                 return false;
878                 }
879         }
880
881         if(from->status.udppacket && inpkt.len > from->maxrecentlen)
882                 from->maxrecentlen = inpkt.len;
883
884         receive_packet(from, &inpkt);
885         return true;
886 }
887
888 // This function tries to get SPTPS keys, if they aren't already known.
889 // This function makes no guarantees - it is up to the caller to check the node's state to figure out if the keys are available.
890 static void try_sptps(node_t *n) {
891         if(n->status.validkey)
892                 return;
893
894         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "No valid key known yet for %s (%s)", n->name, n->hostname);
895
896         if(!n->status.waitingforkey)
897                 send_req_key(n);
898         else if(n->last_req_key + 10 < now.tv_sec) {
899                 logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_DEBUG, "No key from %s after 10 seconds, restarting SPTPS", n->name);
900                 sptps_stop(&n->sptps);
901                 n->status.waitingforkey = false;
902                 send_req_key(n);
903         }
904
905         return;
906 }
907
908 static void send_udp_probe_packet(node_t *n, int len) {
909         vpn_packet_t packet;
910         packet.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
911         memset(DATA(&packet), 0, 14);
912         randomize(DATA(&packet) + 14, len - 14);
913         packet.len = len;
914         packet.priority = 0;
915
916         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Sending UDP probe length %d to %s (%s)", len, n->name, n->hostname);
917
918         send_udppacket(n, &packet);
919 }
920
921 // This function tries to establish a UDP tunnel to a node so that packets can be sent.
922 // If a tunnel is already established, it makes sure it stays up.
923 // This function makes no guarantees - it is up to the caller to check the node's state to figure out if UDP is usable.
924 static void try_udp(node_t* n) {
925         if(!udp_discovery)
926                 return;
927
928         /* Send gratuitous probe replies to 1.1 nodes. */
929
930         if((n->options >> 24) >= 3 && n->status.udp_confirmed) {
931                 struct timeval ping_tx_elapsed;
932                 timersub(&now, &n->udp_reply_sent, &ping_tx_elapsed);
933
934                 if(ping_tx_elapsed.tv_sec >= udp_discovery_keepalive_interval - 1) {
935                         n->udp_reply_sent = now;
936                         if(n->maxrecentlen) {
937                                 vpn_packet_t pkt;
938                                 pkt.len = n->maxrecentlen;
939                                 pkt.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
940                                 memset(DATA(&pkt), 0, 14);
941                                 randomize(DATA(&pkt) + 14, MIN_PROBE_SIZE - 14);
942                                 send_udp_probe_reply(n, &pkt, pkt.len);
943                                 n->maxrecentlen = 0;
944                         }
945                 }
946         }
947
948         /* Probe request */
949
950         struct timeval ping_tx_elapsed;
951         timersub(&now, &n->udp_ping_sent, &ping_tx_elapsed);
952
953         int interval = n->status.udp_confirmed ? udp_discovery_keepalive_interval : udp_discovery_interval;
954
955         if(ping_tx_elapsed.tv_sec >= interval) {
956                 send_udp_probe_packet(n, MIN_PROBE_SIZE);
957                 n->udp_ping_sent = now;
958
959                 if(localdiscovery && !n->status.udp_confirmed && n->prevedge) {
960                         n->status.send_locally = true;
961                         send_udp_probe_packet(n, MIN_PROBE_SIZE);
962                         n->status.send_locally = false;
963                 }
964         }
965 }
966
967 static length_t choose_initial_maxmtu(node_t *n) {
968 #ifdef IP_MTU
969
970         int sock = -1;
971
972         const sockaddr_t *sa = NULL;
973         int sockindex;
974         choose_udp_address(n, &sa, &sockindex);
975         if(!sa)
976                 return MTU;
977
978         sock = socket(sa->sa.sa_family, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
979         if(sock < 0) {
980                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Creating MTU assessment socket for %s (%s) failed: %s", n->name, n->hostname, sockstrerror(sockerrno));
981                 return MTU;
982         }
983
984         if(connect(sock, &sa->sa, SALEN(sa->sa))) {
985                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Connecting MTU assessment socket for %s (%s) failed: %s", n->name, n->hostname, sockstrerror(sockerrno));
986                 close(sock);
987                 return MTU;
988         }
989
990         int ip_mtu;
991         socklen_t ip_mtu_len = sizeof ip_mtu;
992         if(getsockopt(sock, IPPROTO_IP, IP_MTU, &ip_mtu, &ip_mtu_len)) {
993                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "getsockopt(IP_MTU) on %s (%s) failed: %s", n->name, n->hostname, sockstrerror(sockerrno));
994                 close(sock);
995                 return MTU;
996         }
997
998         close(sock);
999
1000         /* getsockopt(IP_MTU) returns the MTU of the physical interface.
1001            We need to remove various overheads to get to the tinc MTU. */
1002         length_t mtu = ip_mtu;
1003         mtu -= (sa->sa.sa_family == AF_INET6) ? sizeof(struct ip6_hdr) : sizeof(struct ip);
1004         mtu -= 8; /* UDP */
1005         if(n->status.sptps) {
1006                 mtu -= SPTPS_DATAGRAM_OVERHEAD;
1007                 if((n->options >> 24) >= 4)
1008                         mtu -= sizeof(node_id_t) + sizeof(node_id_t);
1009 #ifndef DISABLE_LEGACY
1010         } else {
1011                 mtu -= digest_length(n->outdigest);
1012
1013                 /* Now it's tricky. We use CBC mode, so the length of the
1014                    encrypted payload must be a multiple of the blocksize. The
1015                    sequence number is also part of the encrypted payload, so we
1016                    must account for it after correcting for the blocksize.
1017                    Furthermore, the padding in the last block must be at least
1018                    1 byte. */
1019
1020                 length_t blocksize = cipher_blocksize(n->outcipher);
1021
1022                 if(blocksize > 1) {
1023                         mtu /= blocksize;
1024                         mtu *= blocksize;
1025                         mtu--;
1026                 }
1027
1028                 mtu -= 4; // seqno
1029 #endif
1030         }
1031
1032         if (mtu < 512) {
1033                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "getsockopt(IP_MTU) on %s (%s) returned absurdly small value: %d", n->name, n->hostname, ip_mtu);
1034                 return MTU;
1035         }
1036         if (mtu > MTU)
1037                 return MTU;
1038
1039         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Using system-provided maximum tinc MTU for %s (%s): %hd", n->name, n->hostname, mtu);
1040         return mtu;
1041
1042 #else
1043
1044         return MTU;
1045
1046 #endif
1047 }
1048
1049 /* This function tries to determines the MTU of a node.
1050    By calling this function repeatedly, n->minmtu will be progressively
1051    increased, and at some point, n->mtu will be fixed to n->minmtu.  If the MTU
1052    is already fixed, this function checks if it can be increased.
1053 */
1054
1055 static void try_mtu(node_t *n) {
1056         if(!(n->options & OPTION_PMTU_DISCOVERY))
1057                 return;
1058
1059         if(udp_discovery && !n->status.udp_confirmed) {
1060                 n->maxrecentlen = 0;
1061                 n->mtuprobes = 0;
1062                 n->minmtu = 0;
1063                 n->maxmtu = MTU;
1064                 return;
1065         }
1066
1067         /* mtuprobes == 0..19: initial discovery, send bursts with 1 second interval, mtuprobes++
1068            mtuprobes ==    20: fix MTU, and go to -1
1069            mtuprobes ==    -1: send one maxmtu and one maxmtu+1 probe every pinginterval
1070            mtuprobes ==-2..-3: send one maxmtu probe every second
1071            mtuprobes ==    -4: maxmtu no longer valid, reset minmtu and maxmtu and go to 0 */
1072
1073         struct timeval elapsed;
1074         timersub(&now, &n->mtu_ping_sent, &elapsed);
1075         if(n->mtuprobes >= 0) {
1076                 if(n->mtuprobes != 0 && elapsed.tv_sec == 0 && elapsed.tv_usec < 333333)
1077                         return;
1078         } else {
1079                 if(n->mtuprobes < -1) {
1080                         if(elapsed.tv_sec < 1)
1081                                 return;
1082                 } else {
1083                         if(elapsed.tv_sec < pinginterval)
1084                                 return;
1085                 }
1086         }
1087
1088         n->mtu_ping_sent = now;
1089
1090         try_fix_mtu(n);
1091
1092         if(n->mtuprobes < -3) {
1093                 /* We lost three MTU probes, restart discovery */
1094                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Decrease in PMTU to %s (%s) detected, restarting PMTU discovery", n->name, n->hostname);
1095                 n->mtuprobes = 0;
1096                 n->minmtu = 0;
1097         }
1098
1099         if(n->mtuprobes < 0) {
1100                 /* After the initial discovery, we only send one maxmtu and one
1101                    maxmtu+1 probe to detect PMTU increases. */
1102                 send_udp_probe_packet(n, n->maxmtu);
1103                 if(n->mtuprobes == -1 && n->maxmtu + 1 < MTU)
1104                         send_udp_probe_packet(n, n->maxmtu + 1);
1105                 n->mtuprobes--;
1106         } else {
1107                 /* Before initial discovery begins, set maxmtu to the most likely value.
1108                    If it's underestimated, we will correct it after initial discovery. */
1109                 if(n->mtuprobes == 0)
1110                         n->maxmtu = choose_initial_maxmtu(n);
1111
1112                 for (;;) {
1113                         /* Decreasing the number of probes per cycle might make the algorithm react faster to lost packets,
1114                            but it will typically increase convergence time in the no-loss case. */
1115                         const length_t probes_per_cycle = 8;
1116
1117                         /* This magic value was determined using math simulations.
1118                            It will result in a 1329-byte first probe, followed (if there was a reply) by a 1407-byte probe.
1119                            Since 1407 is just below the range of tinc MTUs over typical networks,
1120                            this fine-tuning allows tinc to cover a lot of ground very quickly.
1121                            This fine-tuning is only valid for maxmtu = MTU; if maxmtu is smaller,
1122                            then it's better to use a multiplier of 1. Indeed, this leads to an interesting scenario
1123                            if choose_initial_maxmtu() returns the actual MTU value - it will get confirmed with one single probe. */
1124                         const float multiplier = (n->maxmtu == MTU) ? 0.97 : 1;
1125
1126                         const float cycle_position = probes_per_cycle - (n->mtuprobes % probes_per_cycle) - 1;
1127                         const length_t minmtu = MAX(n->minmtu, 512);
1128                         const float interval = n->maxmtu - minmtu;
1129
1130                         /* The core of the discovery algorithm is this exponential.
1131                            It produces very large probes early in the cycle, and then it very quickly decreases the probe size.
1132                            This reflects the fact that in the most difficult cases, we don't get any feedback for probes that
1133                            are too large, and therefore we need to concentrate on small offsets so that we can quickly converge
1134                            on the precise MTU as we are approaching it.
1135                            The last probe of the cycle is always 1 byte in size - this is to make sure we'll get at least one
1136                            reply per cycle so that we can make progress. */
1137                         const length_t offset = powf(interval, multiplier * cycle_position / (probes_per_cycle - 1));
1138
1139                         length_t maxmtu = n->maxmtu;
1140                         send_udp_probe_packet(n, minmtu + offset);
1141                         /* If maxmtu changed, it means the probe was rejected by the system because it was too large.
1142                            In that case, we recalculate with the new maxmtu and try again. */
1143                         if(n->mtuprobes < 0 || maxmtu == n->maxmtu)
1144                                 break;
1145                 }
1146
1147                 if(n->mtuprobes >= 0)
1148                         n->mtuprobes++;
1149         }
1150 }
1151
1152 /* These functions try to establish a tunnel to a node (or its relay) so that
1153    packets can be sent (e.g. exchange keys).
1154    If a tunnel is already established, it tries to improve it (e.g. by trying
1155    to establish a UDP tunnel instead of TCP).  This function makes no
1156    guarantees - it is up to the caller to check the node's state to figure out
1157    if TCP and/or UDP is usable.  By calling this function repeatedly, the
1158    tunnel is gradually improved until we hit the wall imposed by the underlying
1159    network environment.  It is recommended to call this function every time a
1160    packet is sent (or intended to be sent) to a node, so that the tunnel keeps
1161    improving as packets flow, and then gracefully downgrades itself as it goes
1162    idle.
1163 */
1164
1165 static void try_tx_sptps(node_t *n, bool mtu) {
1166         /* If n is a TCP-only neighbor, we'll only use "cleartext" PACKET
1167            messages anyway, so there's no need for SPTPS at all. */
1168
1169         if(n->connection && ((myself->options | n->options) & OPTION_TCPONLY))
1170                 return;
1171
1172         /* Otherwise, try to do SPTPS authentication with n if necessary. */
1173
1174         try_sptps(n);
1175
1176         /* Do we need to statically relay packets? */
1177
1178         node_t *via = (n->via == myself) ? n->nexthop : n->via;
1179
1180         /* If the static relay doesn't support SPTPS, everything goes via TCP anyway. */
1181
1182         if((via->options >> 24) < 4)
1183                 return;
1184
1185         /* If we do have a static relay, try everything with that one instead. */
1186
1187         if(via != n)
1188                 return try_tx_sptps(via, mtu);
1189
1190         /* Otherwise, try to establish UDP connectivity. */
1191
1192         try_udp(n);
1193         if(mtu)
1194                 try_mtu(n);
1195
1196         /* If we don't have UDP connectivity (yet), we need to use a dynamic relay (nexthop)
1197            while we try to establish direct connectivity. */
1198
1199         if(!n->status.udp_confirmed && n != n->nexthop && (n->nexthop->options >> 24) >= 4)
1200                 try_tx_sptps(n->nexthop, mtu);
1201 }
1202
1203 static void try_tx_legacy(node_t *n, bool mtu) {
1204         /* Does he have our key? If not, send one. */
1205
1206         if(!n->status.validkey_in)
1207                 send_ans_key(n);
1208
1209         /* Check if we already have a key, or request one. */
1210
1211         if(!n->status.validkey) {
1212                 if(n->last_req_key + 10 <= now.tv_sec) {
1213                         send_req_key(n);
1214                         n->last_req_key = now.tv_sec;
1215                 }
1216                 return;
1217         }
1218
1219         try_udp(n);
1220         if(mtu)
1221                 try_mtu(n);
1222 }
1223
1224 void try_tx(node_t *n, bool mtu) {
1225         if(n->status.sptps)
1226                 try_tx_sptps(n, mtu);
1227         else
1228                 try_tx_legacy(n, mtu);
1229 }
1230
1231 void send_packet(node_t *n, vpn_packet_t *packet) {
1232         // If it's for myself, write it to the tun/tap device.
1233
1234         if(n == myself) {
1235                 if(overwrite_mac)
1236                          memcpy(DATA(packet), mymac.x, ETH_ALEN);
1237                 n->out_packets++;
1238                 n->out_bytes += packet->len;
1239                 devops.write(packet);
1240                 return;
1241         }
1242
1243         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_ERR, "Sending packet of %d bytes to %s (%s)", packet->len, n->name, n->hostname);
1244
1245         // If the node is not reachable, drop it.
1246
1247         if(!n->status.reachable) {
1248                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Node %s (%s) is not reachable", n->name, n->hostname);
1249                 return;
1250         }
1251
1252         // Keep track of packet statistics.
1253
1254         n->out_packets++;
1255         n->out_bytes += packet->len;
1256
1257         // Check if it should be sent as an SPTPS packet.
1258
1259         if(n->status.sptps) {
1260                 send_sptps_packet(n, packet);
1261                 try_tx_sptps(n, true);
1262                 return;
1263         }
1264
1265         // Determine which node to actually send it to.
1266
1267         node_t *via = (packet->priority == -1 || n->via == myself) ? n->nexthop : n->via;
1268
1269         if(via != n)
1270                 logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Sending packet to %s via %s (%s)", n->name, via->name, n->via->hostname);
1271
1272         // Try to send via UDP, unless TCP is forced.
1273
1274         if(packet->priority == -1 || ((myself->options | via->options) & OPTION_TCPONLY)) {
1275                 if(!send_tcppacket(via->connection, packet))
1276                         terminate_connection(via->connection, true);
1277                 return;
1278         }
1279
1280         send_udppacket(via, packet);
1281         try_tx_legacy(via, true);
1282 }
1283
1284 void broadcast_packet(const node_t *from, vpn_packet_t *packet) {
1285         // Always give ourself a copy of the packet.
1286         if(from != myself)
1287                 send_packet(myself, packet);
1288
1289         // In TunnelServer mode, do not forward broadcast packets.
1290         // The MST might not be valid and create loops.
1291         if(tunnelserver || broadcast_mode == BMODE_NONE)
1292                 return;
1293
1294         logger(DEBUG_TRAFFIC, LOG_INFO, "Broadcasting packet of %d bytes from %s (%s)",
1295                            packet->len, from->name, from->hostname);
1296
1297         switch(broadcast_mode) {
1298                 // In MST mode, broadcast packets travel via the Minimum Spanning Tree.
1299                 // This guarantees all nodes receive the broadcast packet, and
1300                 // usually distributes the sending of broadcast packets over all nodes.
1301                 case BMODE_MST:
1302                         for list_each(connection_t, c, connection_list)
1303                                 if(c->edge && c->status.mst && c != from->nexthop->connection)
1304                                         send_packet(c->node, packet);
1305                         break;
1306
1307                 // In direct mode, we send copies to each node we know of.
1308                 // However, this only reaches nodes that can be reached in a single hop.
1309                 // We don't have enough information to forward broadcast packets in this case.
1310                 case BMODE_DIRECT:
1311                         if(from != myself)
1312                                 break;
1313
1314                         for splay_each(node_t, n, node_tree)
1315                                 if(n->status.reachable && n != myself && ((n->via == myself && n->nexthop == n) || n->via == n))
1316                                         send_packet(n, packet);
1317                         break;
1318
1319                 default:
1320                         break;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* We got a packet from some IP address, but we don't know who sent it.  Try to
1325    verify the message authentication code against all active session keys.
1326    Since this is actually an expensive operation, we only do a full check once
1327    a minute, the rest of the time we only check against nodes for which we know
1328    an IP address that matches the one from the packet.  */
1329
1330 static node_t *try_harder(const sockaddr_t *from, const vpn_packet_t *pkt) {
1331         node_t *match = NULL;
1332         bool hard = false;
1333         static time_t last_hard_try = 0;
1334
1335         for splay_each(node_t, n, node_tree) {
1336                 if(!n->status.reachable || n == myself)
1337                         continue;
1338
1339                 if((n->status.sptps && !n->sptps.instate) || !n->status.validkey_in)
1340                         continue;
1341
1342                 bool soft = false;
1343
1344                 for splay_each(edge_t, e, n->edge_tree) {
1345                         if(!e->reverse)
1346                                 continue;
1347                         if(!sockaddrcmp_noport(from, &e->reverse->address)) {
1348                                 soft = true;
1349                                 break;
1350                         }
1351                 }
1352
1353                 if(!soft) {
1354                         if(last_hard_try == now.tv_sec)
1355                                 continue;
1356                         hard = true;
1357                 }
1358
1359                 if(!try_mac(n, pkt))
1360                         continue;
1361
1362                 match = n;
1363                 break;
1364         }
1365
1366         if(hard)
1367                 last_hard_try = now.tv_sec;
1368
1369         return match;
1370 }
1371
1372 void handle_incoming_vpn_data(void *data, int flags) {
1373         listen_socket_t *ls = data;
1374         vpn_packet_t pkt;
1375         char *hostname;
1376         node_id_t nullid = {};
1377         sockaddr_t addr = {};
1378         socklen_t addrlen = sizeof addr;
1379         node_t *from, *to;
1380         bool direct = false;
1381
1382         pkt.offset = 0;
1383         int len = recvfrom(ls->udp.fd, DATA(&pkt), MAXSIZE, 0, &addr.sa, &addrlen);
1384
1385         if(len <= 0 || len > MAXSIZE) {
1386                 if(!sockwouldblock(sockerrno))
1387                         logger(DEBUG_ALWAYS, LOG_ERR, "Receiving packet failed: %s", sockstrerror(sockerrno));
1388                 return;
1389         }
1390
1391         pkt.len = len;
1392
1393         sockaddrunmap(&addr); /* Some braindead IPv6 implementations do stupid things. */
1394
1395         // Try to figure out who sent this packet.
1396
1397         node_t *n = lookup_node_udp(&addr);
1398
1399         if(n && !n->status.udp_confirmed)
1400                 n = NULL; // Don't believe it if we don't have confirmation yet.
1401
1402         if(!n) {
1403                 // It might be from a 1.1 node, which might have a source ID in the packet.
1404                 pkt.offset = 2 * sizeof(node_id_t);
1405                 from = lookup_node_id(SRCID(&pkt));
1406                 if(from && !memcmp(DSTID(&pkt), &nullid, sizeof nullid) && from->status.sptps) {
1407                         if(sptps_verify_datagram(&from->sptps, DATA(&pkt), pkt.len - 2 * sizeof(node_id_t)))
1408                                 n = from;
1409                         else
1410                                 goto skip_harder;
1411                 }
1412         }
1413
1414         if(!n) {
1415                 pkt.offset = 0;
1416                 n = try_harder(&addr, &pkt);
1417         }
1418
1419 skip_harder:
1420         if(!n) {
1421                 if(debug_level >= DEBUG_PROTOCOL) {
1422                         hostname = sockaddr2hostname(&addr);
1423                         logger(DEBUG_PROTOCOL, LOG_WARNING, "Received UDP packet from unknown source %s", hostname);
1424                         free(hostname);
1425                 }
1426                 return;
1427         }
1428
1429         if(n->status.sptps) {
1430                 pkt.offset = 2 * sizeof(node_id_t);
1431
1432                 if(!memcmp(DSTID(&pkt), &nullid, sizeof nullid)) {
1433                         direct = true;
1434                         from = n;
1435                         to = myself;
1436                 } else {
1437                         from = lookup_node_id(SRCID(&pkt));
1438                         to = lookup_node_id(DSTID(&pkt));
1439                 }
1440                 if(!from || !to) {
1441                         logger(DEBUG_PROTOCOL, LOG_WARNING, "Received UDP packet from %s (%s) with unknown source and/or destination ID", n->name, n->hostname);
1442                         return;
1443                 }
1444
1445                 /* The packet is supposed to come from the originator or its static relay
1446                    (i.e. with no dynamic relays in between).
1447                    If it did not, "help" the static relay by sending it UDP info.
1448                    Note that we only do this if we're the destination or the static relay;
1449                    otherwise every hop would initiate its own UDP info message, resulting in elevated chatter. */
1450
1451                 if(n != from->via && to->via == myself)
1452                         send_udp_info(myself, from);
1453
1454                 /* If we're not the final recipient, relay the packet. */
1455
1456                 if(to != myself) {
1457                         send_sptps_data(to, from, 0, DATA(&pkt), pkt.len - 2 * sizeof(node_id_t));
1458                         try_tx_sptps(to, true);
1459                         return;
1460                 }
1461         } else {
1462                 direct = true;
1463                 from = n;
1464         }
1465
1466         pkt.offset = 0;
1467         if(!receive_udppacket(from, &pkt))
1468                 return;
1469
1470         n->sock = ls - listen_socket;
1471         if(direct && sockaddrcmp(&addr, &n->address))
1472                 update_node_udp(n, &addr);
1473
1474         /* If the packet went through a relay, help the sender find the appropriate MTU
1475            through the relay path. */
1476
1477         if(!direct)
1478                 send_mtu_info(myself, n, MTU);
1479 }
1480
1481 void handle_device_data(void *data, int flags) {
1482         vpn_packet_t packet;
1483         packet.offset = DEFAULT_PACKET_OFFSET;
1484         packet.priority = 0;
1485
1486         if(devops.read(&packet)) {
1487                 myself->in_packets++;
1488                 myself->in_bytes += packet.len;
1489                 route(myself, &packet);
1490         }
1491 }