examples/ipsec-secgw: allow to specify neighbour MAC address
[dpdk.git] / doc / guides / sample_app_ug / ipsec_secgw.rst
index 5cce2fe..61638e7 100644 (file)
@@ -1,32 +1,5 @@
-..  BSD LICENSE
-    Copyright(c) 2016 Intel Corporation. All rights reserved.
-    All rights reserved.
-
-    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
-    modification, are permitted provided that the following conditions
-    are met:
-
-    * Redistributions of source code must retain the above copyright
-    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
-    * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
-    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
-    the documentation and/or other materials provided with the
-    distribution.
-    * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
-    contributors may be used to endorse or promote products derived
-    from this software without specific prior written permission.
-
-    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
-    "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
-    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
-    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
-    OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
-    SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
-    LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
-    DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
-    THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
-    (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
-    OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+    Copyright(c) 2016-2017 Intel Corporation.
 
 IPsec Security Gateway Sample Application
 =========================================
@@ -52,13 +25,28 @@ The application classifies the ports as *Protected* and *Unprotected*.
 Thus, traffic received on an Unprotected or Protected port is consider
 Inbound or Outbound respectively.
 
+The application also supports complete IPSec protocol offload to hardware
+(Look aside crypto accelarator or using ethernet device). It also support
+inline ipsec processing by the supported ethernet device during transmission.
+These modes can be selected during the SA creation configuration.
+
+In case of complete protocol offload, the processing of headers(ESP and outer
+IP header) is done by the hardware and the application does not need to
+add/remove them during outbound/inbound processing.
+
+For inline offloaded outbound traffic, the application will not do the LPM
+lookup for routing, as the port on which the packet has to be forwarded will be
+part of the SA. Security parameters will be configured on that port only, and
+sending the packet on other ports could result in unencrypted packets being
+sent out.
+
 The Path for IPsec Inbound traffic is:
 
 *  Read packets from the port.
 *  Classify packets between IPv4 and ESP.
 *  Perform Inbound SA lookup for ESP packets based on their SPI.
-*  Perform Verification/Decryption.
-*  Remove ESP and outer IP header
+*  Perform Verification/Decryption (Not needed in case of inline ipsec).
+*  Remove ESP and outer IP header (Not needed in case of protocol offload).
 *  Inbound SP check using ACL of decrypted packets and any other IPv4 packets.
 *  Routing.
 *  Write packet to port.
@@ -68,8 +56,8 @@ The Path for the IPsec Outbound traffic is:
 *  Read packets from the port.
 *  Perform Outbound SP check using ACL of all IPv4 traffic.
 *  Perform Outbound SA lookup for packets that need IPsec protection.
-*  Add ESP and outer IP header.
-*  Perform Encryption/Digest.
+*  Add ESP and outer IP header (Not needed in case protocol offload).
+*  Perform Encryption/Digest (Not needed in case of inline ipsec).
 *  Routing.
 *  Write packet to port.
 
@@ -79,31 +67,16 @@ Constraints
 
 *  No IPv6 options headers.
 *  No AH mode.
-*  Currently only EAS-CBC, HMAC-SHA1 and NULL.
+*  Supported algorithms: AES-CBC, AES-CTR, AES-GCM, 3DES-CBC, HMAC-SHA1 and NULL.
 *  Each SA must be handle by a unique lcore (*1 RX queue per port*).
 *  No chained mbufs.
 
-
 Compiling the Application
 -------------------------
 
-To compile the application:
-
-#. Go to the sample application directory::
-
-      export RTE_SDK=/path/to/rte_sdk
-      cd ${RTE_SDK}/examples/ipsec-secgw
-
-#. Set the target (a default target is used if not specified). For example::
-
-
-      export RTE_TARGET=x86_64-native-linuxapp-gcc
-
-   See the *DPDK Getting Started Guide* for possible RTE_TARGET values.
+To compile the sample application see :doc:`compiling`.
 
-#. Build the application::
-
-       make
+The application is located in the ``rpsec-secgw`` sub-directory.
 
 #. [Optional] Build the application for debugging:
    This option adds some extra flags, disables compiler optimizations and
@@ -119,9 +92,11 @@ The application has a number of command line options::
 
 
    ./build/ipsec-secgw [EAL options] --
-                        -p PORTMASK -P -u PORTMASK
+                        -p PORTMASK -P -u PORTMASK -j FRAMESIZE
                         --config (port,queue,lcore)[,(port,queue,lcore]
                         --single-sa SAIDX
+                        --rxoffload MASK
+                        --txoffload MASK
                         -f CONFIG_FILE_PATH
 
 Where:
@@ -135,6 +110,10 @@ Where:
 
 *   ``-u PORTMASK``: hexadecimal bitmask of unprotected ports
 
+*   ``-j FRAMESIZE``: *optional*. Enables jumbo frames with the maximum size
+    specified as FRAMESIZE. If an invalid value is provided as FRAMESIZE
+    then the default value 9000 is used.
+
 *   ``--config (port,queue,lcore)[,(port,queue,lcore)]``: determines which queues
     from which ports are mapped to which cores.
 
@@ -142,6 +121,16 @@ Where:
     on both Inbound and Outbound. This option is meant for debugging/performance
     purposes.
 
+*   ``--rxoffload MASK``: RX HW offload capabilities to enable/use on this port
+    (bitmask of DEV_RX_OFFLOAD_* values). It is an optional parameter and
+    allows user to disable some of the RX HW offload capabilities.
+    By default all HW RX offloads are enabled.
+
+*   ``--txoffload MASK``: TX HW offload capabilities to enable/use on this port
+    (bitmask of DEV_TX_OFFLOAD_* values). It is an optional parameter and
+    allows user to disable some of the TX HW offload capabilities.
+    By default all HW TX offloads are enabled.
+
 *   ``-f CONFIG_FILE_PATH``: the full path of text-based file containing all
     configuration items for running the application (See Configuration file
     syntax section below). ``-f CONFIG_FILE_PATH`` **must** be specified.
@@ -153,7 +142,7 @@ The mapping of lcores to port/queues is similar to other l3fwd applications.
 For example, given the following command line::
 
     ./build/ipsec-secgw -l 20,21 -n 4 --socket-mem 0,2048       \
-           --vdev "cryptodev_null_pmd" -- -p 0xf -P -u 0x3      \
+           --vdev "crypto_null" -- -p 0xf -P -u 0x3      \
            --config="(0,0,20),(1,0,20),(2,0,21),(3,0,21)"       \
            -f /path/to/config_file                              \
 
@@ -165,7 +154,7 @@ where each options means:
 
 *   The ``--socket-mem`` to use 2GB on socket 1.
 
-*   The ``--vdev "cryptodev_null_pmd"`` option creates virtual NULL cryptodev PMD.
+*   The ``--vdev "crypto_null"`` option creates virtual NULL cryptodev PMD.
 
 *   The ``-p`` option enables ports (detected) 0, 1, 2 and 3.
 
@@ -218,7 +207,7 @@ For example, something like the following command line:
 
     ./build/ipsec-secgw -l 20,21 -n 4 --socket-mem 0,2048 \
             -w 81:00.0 -w 81:00.1 -w 81:00.2 -w 81:00.3 \
-            --vdev "cryptodev_aesni_mb_pmd" --vdev "cryptodev_null_pmd" \
+            --vdev "crypto_aesni_mb" --vdev "crypto_null" \
            -- \
             -p 0xf -P -u 0x3 --config="(0,0,20),(1,0,20),(2,0,21),(3,0,21)" \
             -f sample.cfg
@@ -228,7 +217,7 @@ Configurations
 --------------
 
 The following sections provide the syntax of configurations to initialize
-your SP, SA and Routing tables.
+your SP, SA, Routing and Neighbour tables.
 Configurations shall be specified in the configuration file to be passed to
 the application. The file is then parsed by the application. The successful
 parsing will result in the appropriate rules being applied to the tables
@@ -249,8 +238,8 @@ General rule syntax
 
 The parse treats one line in the configuration file as one configuration
 item (unless the line concatenation symbol exists). Every configuration
-item shall follow the syntax of either SP, SA, or Routing rules specified
-below.
+item shall follow the syntax of either SP, SA, Routing or Neighbour
+rules specified below.
 
 The configuration parser supports the following special symbols:
 
@@ -380,15 +369,12 @@ SA rule syntax
 
 The successfully parsed SA rules will be stored in an array table.
 
-All SAs configured with AES-CBC and HMAC-SHA1 share the same values for
-cipher block size and key, and authentication digest size and key.
-
 The SA rule syntax is shown as follows:
 
 .. code-block:: console
 
     sa <dir> <spi> <cipher_algo> <cipher_key> <auth_algo> <auth_key>
-    <mode> <src_ip> <dst_ip>
+    <mode> <src_ip> <dst_ip> <action_type> <port_id>
 
 where each options means:
 
@@ -415,12 +401,15 @@ where each options means:
 
  * Cipher algorithm
 
- * Optional: No
+ * Optional: Yes, unless <aead_algo> is not used
 
  * Available options:
 
    * *null*: NULL algorithm
    * *aes-128-cbc*: AES-CBC 128-bit algorithm
+   * *aes-256-cbc*: AES-CBC 256-bit algorithm
+   * *aes-128-ctr*: AES-CTR 128-bit algorithm
+   * *3des-cbc*: 3DES-CBC 192-bit algorithm
 
  * Syntax: *cipher_algo <your algorithm>*
 
@@ -428,7 +417,8 @@ where each options means:
 
  * Cipher key, NOT available when 'null' algorithm is used
 
- * Optional: No, must followed by <cipher_algo> option
+ * Optional: Yes, unless <aead_algo> is not used.
+   Must be followed by <cipher_algo> option
 
  * Syntax: Hexadecimal bytes (0x0-0xFF) concatenate by colon symbol ':'.
    The number of bytes should be as same as the specified cipher algorithm
@@ -441,7 +431,7 @@ where each options means:
 
  * Authentication algorithm
 
- * Optional: No
+ * Optional: Yes, unless <aead_algo> is not used
 
  * Available options:
 
@@ -450,9 +440,11 @@ where each options means:
 
 ``<auth_key>``
 
- * Authentication key, NOT available when 'null' algorithm is used
+ * Authentication key, NOT available when 'null' or 'aes-128-gcm' algorithm
+   is used.
 
- * Optional: No, must followed by <auth_algo> option
+ * Optional: Yes, unless <aead_algo> is not used.
+   Must be followed by <auth_algo> option
 
  * Syntax: Hexadecimal bytes (0x0-0xFF) concatenate by colon symbol ':'.
    The number of bytes should be as same as the specified authentication
@@ -461,6 +453,32 @@ where each options means:
    For example: *auth_key A1:B2:C3:D4:A1:B2:C3:D4:A1:B2:C3:D4:A1:B2:C3:D4:
    A1:B2:C3:D4*
 
+``<aead_algo>``
+
+ * AEAD algorithm
+
+ * Optional: Yes, unless <cipher_algo> and <auth_algo> are not used
+
+ * Available options:
+
+   * *aes-128-gcm*: AES-GCM 128-bit algorithm
+
+ * Syntax: *cipher_algo <your algorithm>*
+
+``<aead_key>``
+
+ * Cipher key, NOT available when 'null' algorithm is used
+
+ * Optional: Yes, unless <cipher_algo> and <auth_algo> are not used.
+   Must be followed by <aead_algo> option
+
+ * Syntax: Hexadecimal bytes (0x0-0xFF) concatenate by colon symbol ':'.
+   The number of bytes should be as same as the specified AEAD algorithm
+   key size.
+
+   For example: *aead_key A1:B2:C3:D4:A1:B2:C3:D4:A1:B2:C3:D4:
+   A1:B2:C3:D4*
+
 ``<mode>``
 
  * The operation mode
@@ -499,6 +517,36 @@ where each options means:
    * *dst X.X.X.X* for IPv4
    * *dst XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX* for IPv6
 
+``<type>``
+
+ * Action type to specify the security action. This option specify
+   the SA to be performed with look aside protocol offload to HW
+   accelerator or protocol offload on ethernet device or inline
+   crypto processing on the ethernet device during transmission.
+
+ * Optional: Yes, default type *no-offload*
+
+ * Available options:
+
+   * *lookaside-protocol-offload*: look aside protocol offload to HW accelerator
+   * *inline-protocol-offload*: inline protocol offload on ethernet device
+   * *inline-crypto-offload*: inline crypto processing on ethernet device
+   * *no-offload*: no offloading to hardware
+
+ ``<port_id>``
+
+ * Port/device ID of the ethernet/crypto accelerator for which the SA is
+   configured. For *inline-crypto-offload* and *inline-protocol-offload*, this
+   port will be used for routing. The routing table will not be referred in
+   this case.
+
+ * Optional: No, if *type* is not *no-offload*
+
+ * Syntax:
+
+   * *port_id X* X is a valid device number in decimal
+
+
 Example SA rules:
 
 .. code-block:: console
@@ -514,6 +562,14 @@ Example SA rules:
     src 1111:1111:1111:1111:1111:1111:1111:5555 \
     dst 2222:2222:2222:2222:2222:2222:2222:5555
 
+    sa in 105 aead_algo aes-128-gcm \
+    aead_key de:ad:be:ef:de:ad:be:ef:de:ad:be:ef:de:ad:be:ef:de:ad:be:ef \
+    mode ipv4-tunnel src 172.16.2.5 dst 172.16.1.5
+
+    sa out 5 cipher_algo aes-128-cbc cipher_key 0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0 \
+    auth_algo sha1-hmac auth_key 0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0:0 \
+    mode ipv4-tunnel src 172.16.1.5 dst 172.16.2.5 \
+    type lookaside-protocol-offload port_id 4
 
 Routing rule syntax
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -575,3 +631,39 @@ Example SP rules:
     rt ipv4 dst 172.16.1.5/32 port 0
 
     rt ipv6 dst 1111:1111:1111:1111:1111:1111:1111:5555/116 port 0
+
+Neighbour rule syntax
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+The Neighbour rule syntax is shown as follows:
+
+.. code-block:: console
+
+    neigh <port> <dst_mac>
+
+
+where each options means:
+
+``<port>``
+
+ * The output port id
+
+ * Optional: No
+
+ * Syntax: *port X*
+
+``<dst_mac>``
+
+ * The destination ethernet address to use for that port
+
+ * Optional: No
+
+ * Syntax:
+
+   * XX:XX:XX:XX:XX:XX
+
+Example Neighbour rules:
+
+.. code-block:: console
+
+    neigh port 0 DE:AD:BE:EF:01:02