VPP FIB路径链表环路检查

对于路径链表中的三种路径类型：

FIB_PATH_TYPE_RECURSIVE
FIB_PATH_TYPE_ATTACHED_NEXT_HOP
FIB_PATH_TYPE_ATTACHED

在添加新的路径时需要进行路径环路检查。函数fib_path_list_recursive_loop_detect会被反复调用。

static void
fib_entry_recursive_loop_detect_i (fib_node_index_t path_list_index)
{   fib_node_index_t *entries = NULL;fib_path_list_recursive_loop_detect(path_list_index, &entries);vec_free(entries);
}

FIB路径链表环路检查

函数fib_path_list_recursive_loop_detect根据path_list_index获取FIB路径链表，遍历路径向量（fpl_paths）中的每个路径。

int 
fib_path_list_recursive_loop_detect (fib_node_index_t path_list_index, fib_node_index_t **entry_indicies)
{   fib_node_index_t *path_index;int is_looped, list_looped;fib_path_list_t *path_list;list_looped = 0;path_list = fib_path_list_get(path_list_index);

函数fib_path_recursive_loop_detect对路径（path_index）进行检查，是否和copy_ptr中的路径有环路。对于第一个路径，copy_ptr为空，无环路。函数被再次调用的时候，entry_indicies不为空。

copy_ptr向量保存已经进行过环路检查的FIB表项（参见FIB表项环路检查一节）。list_looped表示FIB路径列表中的环路数量。

    vec_foreach (path_index, path_list->fpl_paths){fib_node_index_t *copy, **copy_ptr;/* we need a copy of the nodes visited so that when we add entries* we explore on the nth path and a looped is detected, those entries* are not again searched for n+1 path and so finding a loop that does not exist.*/copy = vec_dup(*entry_indicies);copy_ptr = ©is_looped  = fib_path_recursive_loop_detect(*path_index, copy_ptr);list_looped += is_looped;vec_free(copy);}

根据list_looped的值，路径链表设置环路标志（FIB_PATH_LIST_FLAG_LOOPED）。

    FIB_PATH_LIST_DBG(path_list, "loop-detect: eval:%d", list_looped);if (list_looped) {path_list->fpl_flags |= FIB_PATH_LIST_FLAG_LOOPED;} else {path_list->fpl_flags &= ~FIB_PATH_LIST_FLAG_LOOPED;}return (list_looped);

FIB路径环路检查

以上为FIB路径链表的环路检查函数。以下为FIB路径的环路检查。首先排除DROP动作的路径，其不需要解析（resolve），也不会有环路。

int 
fib_path_recursive_loop_detect (fib_node_index_t path_index, fib_node_index_t **entry_indicies)
{fib_path_t *path = fib_path_get(path_index);/* the forced drop path is never looped, cos it is never resolved. */if (fib_path_is_permanent_drop(path))return (0);

对于RECURSIVE递归类型的FIB路径，遍历参数entry_indicies中所有的表项索引，如果存在和要检查的递归路径所依赖的FIB（fp_via_fib）相同的情况，表明存在环路。

此FIB递归路径本身是RECURSIVE类型，并且要通过FIB路径链表中的某个FIB路径去解析（RESOVLE），添加到路径链表将导致环路。

    switch (path->fp_type){case FIB_PATH_TYPE_RECURSIVE:{fib_node_index_t *entry_index, *entries = *entry_indicies;int looped = 0;vec_foreach(entry_index, entries) {if (*entry_index == path->fp_via_fib) {/* the entry that is about to link to this path-list (or one of this path-list's children) * is the same entry that this recursive path resolves through. this is a cycle. abort the walk. */looped = 1;break;}}

如果发现环路，将FIB路径的DPO设置为DPO_DROP类型的DPO，避免转发流量，设置路径的运行标志FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP。

    if (looped) {FIB_PATH_DBG(path, "recursive loop formed");path->fp_oper_flags |= FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP;dpo_copy(&path->fp_dpo, drop_dpo_get(path->fp_nh_proto));

如果以上没有发现环路，递归检查FIB路径依赖的FIB表项。fp_via_fib是否和路径链表path-list中的已有表项（entry_indicies）有环路。根据结果为FIB路径设置或者清除标志位FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP。

    } else {/* no loop here yet. keep forward walking the graph. */if (fib_entry_recursive_loop_detect(path->fp_via_fib, entry_indicies)) {FIB_PATH_DBG(path, "recursive loop formed");path->fp_oper_flags |= FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP;} else {FIB_PATH_DBG(path, "recursive loop cleared");path->fp_oper_flags &= ~FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP;}}break;}

对于直连类型的FIB路径，如果DPO是邻居类型，检查邻居是否有环路，设置相应的标志位。

    case FIB_PATH_TYPE_ATTACHED_NEXT_HOP:case FIB_PATH_TYPE_ATTACHED:if (dpo_is_adj(&path->fp_dpo) && adj_recursive_loop_detect(path->fp_dpo.dpoi_index, entry_indicies)) {FIB_PATH_DBG(path, "recursive loop formed");path->fp_oper_flags |= FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP;} else {FIB_PATH_DBG(path, "recursive loop cleared");path->fp_oper_flags &= ~FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP;}break;

以下这些FIB路径类型不可能形成环路。

    case FIB_PATH_TYPE_SPECIAL:case FIB_PATH_TYPE_DEAG:case FIB_PATH_TYPE_DVR:case FIB_PATH_TYPE_RECEIVE:case FIB_PATH_TYPE_INTF_RX:case FIB_PATH_TYPE_UDP_ENCAP:case FIB_PATH_TYPE_EXCLUSIVE:case FIB_PATH_TYPE_BIER_FMASK:case FIB_PATH_TYPE_BIER_TABLE:case FIB_PATH_TYPE_BIER_IMP:/* these path types cannot be part of a loop, since they are the leaves of the graph. */break;}return (fib_path_is_looped(path_index));

FIB表项环路检查

如果FIB表项没有链接在任何FIB路径链表（fe_parent有效）中，不需要进行环路检查。

int     
fib_entry_recursive_loop_detect (fib_node_index_t entry_index, fib_node_index_t **entry_indicies)
{       fib_entry_t *fib_entry;int was_looped, is_looped;fib_entry = fib_entry_get(entry_index);

这里更新entry_indicies。再次调用开始时的fib_path_list_recursive_loop_detect函数，检查路径链表fe_parent中的路径是否与entries有环路。

    if (FIB_NODE_INDEX_INVALID != fib_entry->fe_parent){   fib_node_index_t *entries = *entry_indicies;vec_add1(entries, entry_index);was_looped = fib_path_list_is_looped(fib_entry->fe_parent);is_looped = fib_path_list_recursive_loop_detect(fib_entry->fe_parent, &entries);*entry_indicies = entries;

如果FIB路径链表fe_parent的环路状态发生变化，重新评估所有表项的转发属性，设置load-balance。

      if (!!was_looped != !!is_looped) {/* re-evaluate all the entry's forwarding. NOTE: this is an inplace modify */fib_entry_delegate_type_t fdt;fib_entry_delegate_t *fed;FOR_EACH_DELEGATE_CHAIN(fib_entry, fdt, fed,{fib_entry_src_mk_lb(fib_entry, fib_entry_get_best_source(entry_index),fib_entry_delegate_type_to_chain_type(fdt), &fed->fd_dpo);});}

FIB表项没有链接到FIB路径链表。

    } else {/* the entry is currently not linked to a path-list. this happens* when it is this entry that is re-linking path-lists and has thus broken the loop*/is_looped = 0;}return (is_looped);

DROP路径

如果路径fib_path_t，配置了FIB_PATH_CFG_FLAG_DROP标志，应该类似于Linux中的黑洞路由。或者设置了运行标志FIB_PATH_OPER_FLAG_DROP，返回真，认为此路径为permanent_drop。

static int
fib_path_is_permanent_drop (fib_path_t *path)
{return ((path->fp_cfg_flags & FIB_PATH_CFG_FLAG_DROP) ||(path->fp_oper_flags & FIB_PATH_OPER_FLAG_DROP));
}

FIB路径环路标识

检查路径结构的操作标志（fp_oper_flags），如果设置了FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP，表明路径有环路。

int
fib_path_is_looped (fib_node_index_t path_index)
{fib_path_t *path;path = fib_path_get(path_index);return (path->fp_oper_flags & FIB_PATH_OPER_FLAG_RECURSIVE_LOOP);
}

邻居环路

以下类型的DPO都属于邻居类型。

int dpo_is_adj (const dpo_id_t *dpo)
{    return ((dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY) ||(dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_INCOMPLETE) ||(dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_GLEAN) ||(dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_MCAST) ||(dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_MCAST_MIDCHAIN) ||(dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_MIDCHAIN));
}

对于除去MIDCHAIN和MCAST_MIDCHAIN之外，其它的IP_LOOKUP_NEXT_*节点都是终止图节点，没有成环的可能性。MIDCHAIN类型通常为隧道接口使用，添加外层IP头部数据使用，存在环路的可能性。

int adj_recursive_loop_detect (adj_index_t ai, fib_node_index_t **entry_indicies)
{                                      ip_adjacency_t * adj = adj_get(ai);switch (adj->lookup_next_index) {    case IP_LOOKUP_NEXT_REWRITE:case IP_LOOKUP_NEXT_ARP:case IP_LOOKUP_NEXT_GLEAN:case IP_LOOKUP_NEXT_MCAST:case IP_LOOKUP_NEXT_BCAST:case IP_LOOKUP_NEXT_DROP:case IP_LOOKUP_NEXT_PUNT:case IP_LOOKUP_NEXT_LOCAL:case IP_LOOKUP_NEXT_ICMP_ERROR:case IP_LOOKUP_N_NEXT:/* these adjacency types are terminal graph nodes, so there's no* possibility of a loop down here. */break;

对于MIDCHAIN类型，进行检查。

    case IP_LOOKUP_NEXT_MIDCHAIN:case IP_LOOKUP_NEXT_MCAST_MIDCHAIN:return (adj_ndr_midchain_recursive_loop_detect(ai, entry_indicies));}return (0);

如果MIDCHAIN邻居adj解析所需要的FIB表项（fei索引），与entry_indicies向量中的某个表项索引相等，表明存在路由环路，设置ADJ_FLAG_MIDCHAIN_LOOPED标志。

int adj_ndr_midchain_recursive_loop_detect (adj_index_t ai, fib_node_index_t **entry_indicies)
{   fib_node_index_t *entry_index, *entries;ip_adjacency_t * adj = adj_get(ai);entries = *entry_indicies;vec_foreach(entry_index, entries) {if (*entry_index == adj->sub_type.midchain.fei) {/* The entry this midchain links to is already in the set of visited entries, this is a loop */adj->ia_flags |= ADJ_FLAG_MIDCHAIN_LOOPED;return (1);}}adj->ia_flags &= ~ADJ_FLAG_MIDCHAIN_LOOPED;return (0);

路由环路示例

如下三条recursive类型的路由形成环路。

ip route add 5.5.5.5/32 via 6.6.6.6
ip route add 6.6.6.6/32 via 7.7.7.7
ip route add 7.7.7.7/32 via 5.5.5.5

对应以下三个FIB表项。

vpp# show fib entry
FIB Entries:
7@5.5.5.5/32unicast-ip4-chain[@0]: dpo-load-balance: [proto:ip4 index:10 buckets:1 uRPF:8 to:[0:0]][0] [@0]: dpo-drop ip4
8@6.6.6.6/32unicast-ip4-chain[@0]: dpo-load-balance: [proto:ip4 index:9 buckets:1 uRPF:10 to:[0:0]][0] [@0]: dpo-drop ip4
9@7.7.7.7/32unicast-ip4-chain[@0]: dpo-load-balance: [proto:ip4 index:11 buckets:1 uRPF:9 to:[0:0]][0] [@0]: dpo-drop ip4

以下路由链表：13,14,15都设置了loop标志。并且，其中的路径都设置了recursive-loop标志，对应于fib_path_t结构中成员fp_cfg_flags中标志位FIB_PATH_OPER_ATTRIBUTE_RECURSIVE_LOOP。

vpp# show fib path-lists 
FIB Path Lists
path-list:[13] locks:2 flags:shared,looped, uPRF-list:8 len:0 itfs:[]path:[13] pl-index:13 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 6.6.6.6 in fib:0 via-fib:8 via-dpo:[dpo-drop:0]
path-list:[14] locks:2 flags:shared,looped, uPRF-list:10 len:0 itfs:[]path:[14] pl-index:14 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 7.7.7.7 in fib:0 via-fib:9 via-dpo:[dpo-drop:0]
path-list:[15] locks:2 flags:shared,looped, uPRF-list:9 len:0 itfs:[]path:[15] pl-index:15 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 5.5.5.5 in fib:0 via-fib:7 via-dpo:[dpo-drop:0]

命令show logging查看在加入最后一条路由之后的日志。在函数fib_path_recursive_loop_detect中打印了形成环路的FIB路径（path）的详细信息，在函数fib_path_list_recursive_loop_detect中打印了形成环路的路径链表（path-list）的详细信息。

日志“loop-detect: eval:1”表明环路的数量为1.

fib/path       [path:[15] pl-index:15 ip4 weight=1 pref=0 recursive: via 5.5.5.5 in fib:0 via-fib:7 via-dpo:[dpo-load-balance:10]]: recursive loop formed
fib/path-list  [path-list:[15] locks:2 flags:shared, uPRF-list:7 len:0 itfs:[]path:[15] pl-index:15 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 5.5.5.5 in fib:0 via-fib:7 via-dpo:[dpo-drop:0]
]:loop-detect: eval:1
fib/path       [path:[14] pl-index:14 ip4 weight=1 pref=0 recursive: via 7.7.7.7 in fib:0 via-fib:9 via-dpo:[dpo-load-balance:11]]: recursive loop formed
fib/path-list  [path-list:[14] locks:2 flags:shared, uPRF-list:8 len:0 itfs:[]path:[14] pl-index:14 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 7.7.7.7 in fib:0 via-fib:9 via-dpo:[dpo-load-balance:11]
]:loop-detect: eval:1
fib/path       [path:[13] pl-index:13 ip4 weight=1 pref=0 recursive: via 6.6.6.6 in fib:0 via-fib:8 via-dpo:[dpo-load-balance:9]]: recursive loop formed
fib/path-list  [path-list:[13] locks:2 flags:shared, uPRF-list:9 len:0 itfs:[]path:[13] pl-index:13 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 6.6.6.6 in fib:0 via-fib:8 via-dpo:[dpo-load-balance:9]
]:loop-detect: eval:1
fib/path       [path:[15] pl-index:15 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 5.5.5.5 in fib:0 via-fib:7 via-dpo:[dpo-drop:0]]: recursive loop formed
fib/path-list  [path-list:[15] locks:2 flags:shared,looped, uPRF-list:7 len:0 itfs:[]path:[15] pl-index:15 ip4 weight=1 pref=0 recursive:  oper-flags:recursive-loop,via 5.5.5.5 in fib:0 via-fib:7 via-dpo:[dpo-drop:0]
]:loop-detect: eval:1

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