practicas/pipi/src/nameserver.cpp

   1 #include "nameserver.h"
   2 #include <sstream>
   3 #include <algorithm>
   4 #include <iterator>
   5 #include <sstream>
   6 #include <functional>
   7 #ifdef DEBUG
   8 #include <iostream>
   9 #endif
  10
  11 NameServer::Name::Name(const std::string& s)
  12 {
  13     std::istringstream iss(s);
  14     std::string tok;
  15     while (std::getline(iss, tok, '.'))
  16         push_back(tok);
  17 }
  18
  19 std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const NameServer::Name& name)
  20 {
  21     if (name.empty())
  22         return os;
  23     std::copy(name.begin(), name.end() - 1,
  24             std::ostream_iterator< std::string >(os, "."));
  25     return os << name.back();
  26 }
  27
  28 NameServer::Name::operator std::string () const
  29 {
  30     std::stringstream ss;
  31     ss << *this;
  32     return ss.str();
  33 }
  34
  35 /// Parsea una zona
  36 static std::istream& parsezone(std::istream& is, NameServer::Zone& z)
  37     throw (std::runtime_error)
  38 {
  39     std::string line, sname, ip;
  40     // [dominio] [ttl] [parent ip]
  41     while (std::getline(is, line) && (line == "")); // Salteo líneas en blanco
  42     if (!is)
  43         return is;
  44     std::istringstream iss(line);
  45     if (!(iss >> sname >> z.ttl >> ip))
  46         throw std::runtime_error("Error al parsear");
  47     z.name = sname;
  48 #ifdef DEBUG_PARSER
  49     std::cerr << "NameServer::parsezone: IP = " << ip << "\n\n";
  50 #endif
  51     z.parent = IPAddr(ip);
  52     // un record por linea, sin líneas vacías
  53     // [name] [type] [ip]
  54     while (std::getline(is, line) && (line != ""))
  55     {
  56         iss.clear();
  57         iss.str(line);
  58         std::string key, type;
  59         if (!(iss >> key >> type >> ip))
  60             throw std::runtime_error("Error al parsear");
  61         typedef NameServer::Record Rec;
  62 #ifdef DEBUG_PARSER
  63         std::cerr << "NameServer::parsezone: IP = " << ip << "\n\n";
  64 #endif
  65         Rec r((type == "NS") ? Rec::NS : Rec::A, IPAddr(ip));
  66         z.records.insert(NameServer::Zone::records_t::value_type(key, r));
  67     }
  68 #ifdef DEBUG_PARSER
  69     std::cerr << "NameServer::parsezone: " << z << "\n\n";
  70 #endif
  71     return is;
  72 }
  73
  74 /// Constructor
  75 NameServer::Zone::Zone(std::string sname, size_t ttl, const IPAddr& parent):
  76     name(sname), ttl(ttl), parent(parent)
  77 {
  78 }
  79
  80 /// Constructor
  81 NameServer::Zone::Zone(std::istream& is)
  82     throw (std::runtime_error)
  83 {
  84     // Parsea la zona
  85     if (!parsezone(is, *this))
  86         throw std::runtime_error("Error de parser, no hay zona");
  87 }
  88
  89 /// Limpia una zona
  90 void NameServer::Zone::clear()
  91 {
  92     name.clear();
  93     records.clear();
  94 }
  95
  96 /// Constructor
  97 NameServer::NameServer(std::istream& is, IPIn& ipin, IPOut& ipout,
  98         DevQue& req_que, DevQue& res_que, DevQue& snd_que)
  99     throw (std::runtime_error):
 100     ipin(ipin), ipout(ipout), req_que(req_que), res_que(res_que),
 101         snd_que(snd_que)
 102 {
 103     Zone z;
 104     while (parsezone(is, z))
 105     {
 106         zones.push_back(z);
 107         z.clear();
 108 #ifdef DEBUG_PARSER
 109         std::cerr << "NameServer::NameServer: " << z << "\n\n";
 110 #endif
 111     }
 112
 113 #ifdef DEBUG_RESOLV
 114     std::cout << "NameServer::NameServer: req_que_id = " << req_que.que_id
 115         << ", res_que_id = " << res_que.que_id
 116         << ", snd_que_id = " << snd_que.que_id << "\n";
 117 #endif
 118 }
 119
 120 /// Devuelve la parte izquierda de n, si la parte derecha coincide exactamente
 121 /// con m, si no devuelve un vector vacío.
 122 /// Elemplo: name_split("mi.domi.nio", "domi.nio") == ["mi"]
 123 ///          name_split("dos.mi.domi.nio", "domi.nio") == ["dos", "mi"]
 124 ///          name_split("domi.nio", "domi.nio") == []
 125 ///          name_split("papeli.nio", "domi.nio") == []
 126 static NameServer::Name
 127 name_split(NameServer::Name n, NameServer::Name m)
 128 {
 129     NameServer::Name r;
 130     std::reverse(n.begin(), n.end());
 131     std::reverse(m.begin(), m.end());
 132     // Si m es más grande o igual que n, no hay nada que hacer
 133     if (n.size() <= m.size())
 134         return r;
 135     // Si no coincide la parte derecha, no hay nada que hacer
 136     NameServer::Name::size_type i;
 137     for (i = 0; i < m.size(); ++i)
 138         if (n[i] != m[i])
 139             return r;
 140     // Si era todo igual y sobran cosas, devolvemos lo que "sobra"
 141     while (i < n.size())
 142         r.push_back(n[i++]);
 143     std::reverse(r.begin(), r.end());
 144 #ifdef DEBUG_NAME
 145     std::cerr << "NameServer::name_split(" << n << ", " << m << ") -> "
 146         << r << "\n";
 147 #endif
 148     return r;
 149 }
 150
 151 /// Devuelve -1 si es un nombre "hijo" (la parte derecha de n está contenida
 152 /// completamente en m, pero m y n no son iguales), 0 si m == n y 1 si es
 153 /// "padre" (m no coincide con la parte derecha de n).
 154 /// Elemplo: namecmp("mi.domi.nio", "domi.nio") == -1
 155 ///          namecmp("otra.cosa", "domi.nio") == 1
 156 ///          namecmp("papeli.nio", "domi.nio") == 1
 157 ///          namecmp("domi.nio", "domi.nio") == 0
 158 /*enum name_cmp_t
 159 {
 160     NC_DIRECT_CHILD,  ///> Hijo directo, es decir, está en la zona m
 161     NC_CHILD,         ///> Hijo indirecto, está en una zona que cuelga de m
 162     NC_EQUAL,         ///> Es el host de la zona m
 163     NC_DIRECT_PARENT, ///> Padre directo, es decir, coincide en parte con m
 164     NC_PARENT         ///> Padre indirecto, es completamente distinto a m
 165 };*/
 166 #if 0
 167 static int name_cmp(const NameServer::Name& n, const NameServer::Name& m)
 168 {
 169     // Si m es más grande que n, seguro es padre
 170     if (n.size() < m.size())
 171         return 1;
 172     // Si no coincide la parte derecha, seguro es padre
 173     NameServer::Name::size_type i;
 174     for (i = m.size(); i > 0; --i)
 175         if (n[i-1] != m[i-1])
 176             return 1;
 177     // Si era todo igual y sobran cosas, es hijo
 178     if (i)
 179         return -1;
 180     // Si no, son iguales.
 181     return 0;
 182 }
 183 #endif
 184
 185 struct search_zone: std::unary_function< NameServer::Zone, bool >
 186 {
 187     bool local;
 188     ResolvProtoResponse resp;
 189     const NameServer::Name& name;
 190     search_zone(const NameServer::Name& n): local(false), name(n) {}
 191     bool operator() (const NameServer::Zone& z)
 192     {
 193         bool found = false;
 194         NameServer::Name local_part = name_split(name, z.name);
 195         if (!local_part.empty()) // Está en esta zona
 196         {
 197             local = true;
 198             std::string n = local_part.back(); // Obtengo última parte
 199             // busco
 200             typedef NameServer::Zone::records_t::const_iterator itt;
 201             std::pair<itt, itt> p = z.records.equal_range(n);
 202             for (; p.first != p.second; ++p.first)
 203             {
 204                 const NameServer::Record& r = (*p.first).second;
 205                 // Tiene que buscar solo A porque era un nombre
 206                 if ((local_part.size() == 1) && (r.type != NameServer::Record::A))
 207                     continue;
 208                 // Tiene que seguir para abajo, solo busca NS
 209                 if ((local_part.size() > 1) && r.type != NameServer::Record::NS)
 210                     continue;
 211                 found = true;
 212                 resp.ret = (r.type == NameServer::Record::NS) ? RP_RES_NS
 213                     : RP_RES_A;
 214                 resp.ttl = z.ttl;
 215                 resp.ips.push_back(r.ip);
 216             }
 217         }
 218         return found;
 219     }
 220 };
 221
 222 /// Resuelve un nombre de forma directa (no recursiva)
 223 ResolvProtoResponse NameServer::resolv_direct(const Name& n)
 224 {
 225 #ifdef DEBUG_TRACE
 226     std::cout << "NameServer::resolv_direct()\n";
 227 #endif
 228 #ifdef DEBUG_RESOLV
 229     std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> tratando de resolver: "
 230         << n << "\n";
 231 #endif
 232     search_zone zs(n);
 233     bool found;
 234     for (zones_t::const_iterator i = zones.begin(); i!= zones.end(); ++i)
 235         if ((found = zs(*i)))
 236             break;
 237     if (found)
 238     {
 239 #ifdef DEBUG_RESOLV
 240         std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> found (local/hijo): "
 241             << zs.resp << "\n";
 242 #endif
 243         return zs.resp;
 244     }
 245     if (zs.local)
 246     {
 247 #ifdef DEBUG_RESOLV
 248         std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> NOT FOUND (es local pero "
 249             "no existe)\n";
 250 #endif
 251         return ResolvProtoResponse(RP_RES_NOTFOUND);
 252     }
 253     cache_t::const_iterator i = cache.find(n);
 254     // TODO TTL!?!
 255     if (i != cache.end())
 256     {
 257 #ifdef DEBUG_RESOLV
 258         std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> found (en cache): "
 259             << i->second << "\n";
 260 #endif
 261         const CacheRecord& cr = i->second;
 262         return ResolvProtoResponse(RP_RES_A, cr.ttl, cr.ips);
 263     }
 264     if (zones.size())
 265     {
 266         // Busco una zona con padre para ver si puedo "trepar"
 267         for (zones_t::const_iterator i = zones.begin(); i != zones.end(); ++i)
 268         {
 269 #ifdef DEBUG_RESOLV
 270             std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> evaluando padre "
 271                 << i->parent << "\n";
 272 #endif
 273             if (i->parent != IPAddr(0))
 274             {
 275 #ifdef DEBUG_RESOLV
 276                 std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> found (al padre): "
 277                     << i->parent << "\n";
 278 #endif
 279                 ResolvProtoResponse rpr(RP_RES_NS, i->ttl);
 280                 rpr.ips.push_back(i->parent);
 281                 return rpr;
 282             }
 283         }
 284     }
 285 #ifdef DEBUG_RESOLV
 286     std::cerr << "NameServer::resolv_direct -> NOT FOUND (no hay padre)\n";
 287 #endif
 288     // No hay padre, no puedo hacer nada más
 289     return ResolvProtoResponse(RP_RES_NOTFOUND);
 290 }
 291
 292 /// Resuelve un nombre de forma recursiva
 293 ResolvProtoResponse NameServer::resolv_recursive(const Name& n)
 294 {
 295 #ifdef DEBUG_TRACE
 296     std::cout << "NameServer::resolv_recursive()\n";
 297 #endif
 298     ResolvProtoResponse rpr = resolv_direct(n);
 299     switch (rpr.ret)
 300     {
 301         case RP_RES_NS:
 302 #ifdef DEBUG_RESOLV
 303             std::cerr << "NameServer::resolv_recursive -> redirect a "
 304                 << rpr << "\n";
 305 #endif
 306             return resolv_recursive_r(n, rpr); // Sigo "bajando"
 307         case RP_RES_A:
 308 #ifdef DEBUG_RESOLV
 309             std::cerr << "NameServer::resolv_recursive -> gotcha! "
 310                 << rpr << "\n";
 311 #endif
 312             break;
 313     }
 314     return rpr; // Devuelvo el A o NOTFOUND
 315 }
 316
 317 /// Resuelve un nombre de forma recursiva entrando a otros ns
 318 ResolvProtoResponse NameServer::resolv_recursive_r(const Name& n,
 319         ResolvProtoResponse rpr)
 320 {
 321 #ifdef DEBUG_TRACE
 322     std::cout << "NameServer::resolv_recursive_r()\n";
 323 #endif
 324     ResolvProtoResponse r;
 325     for (ResolvProtoResponse::ipvec_t::const_iterator ip = rpr.ips.begin();
 326             ip != rpr.ips.end(); ++ip)
 327     {
 328         r = query(n, *ip);
 329         switch (r.ret)
 330         {
 331             case RP_RES_NS:
 332 #ifdef DEBUG_RESOLV
 333                 std::cerr << "NameServer::resolv_recursive_r -> redirect a "
 334                     << r << "\n";
 335 #endif
 336                 return resolv_recursive_r(n, r); // Sigo "bajando"
 337             case RP_RES_NOTFOUND:
 338 #ifdef DEBUG_RESOLV
 339                 std::cerr << "NameServer::resolv_recursive_r -> NOT FOUND en "
 340                     << *ip << ", sigo probando\n";
 341 #endif
 342                 break; // Sigo probando del mismo nivel
 343             case RP_RES_A:
 344 #ifdef DEBUG_RESOLV
 345                 std::cerr << "NameServer::resolv_recursive_r -> gotcha! "
 346                     << r << "\n";
 347 #endif
 348                 return r; // Gotcha!
 349         }
 350     }
 351 #ifdef DEBUG_RESOLV
 352     std::cerr << "NameServer::resolv_recursive_r -> NOT FOUND, no hay más "
 353         "por hacer\n";
 354 #endif
 355     return r; // NOTFOUND
 356 }
 357
 358 /// Consulta a otro name server sobre un nombre
 359 ResolvProtoResponse NameServer::query(const Name& n, const IPAddr& ip)
 360 {
 361 #ifdef DEBUG_TRACE
 362     std::cout << "NameServer::query()\n";
 363 #endif
 364     ResolvProtoRequest r(std::string(n), RP_REQ_DIRECT);
 365 #ifdef DEBUG_RESOLV
 366     std::cerr << "NameServer::query -> pidiendo " << r << " a " << ip << "\n";
 367 #endif
 368     // Envía a través de la cola de envío
 369     snd_que.transmit(std::string(r), ip);
 370     Dev::mac_type mac = ip;
 371     std::string buf = res_que.receive(mac);
 372     ResolvProtoResponse resp(buf);
 373 #ifdef DEBUG_RESOLV
 374     std::cerr << "NameServer::query -> recibido " << resp << " de "
 375         << ip << "\n";
 376 #endif
 377     // Agrego a cache
 378     if (resp.ret == RP_RES_A)
 379         cache[n] = CacheRecord(time(NULL) + resp.ttl, resp.ips);
 380     return resp;
 381 }
 382
 383 void NameServer::recv_loop()
 384 {
 385 #ifdef DEBUG_TRACE
 386     std::cout << "NameServer::recv_loop()\n";
 387 #endif
 388     while (true)
 389     {
 390         IPAddr src, dst;
 391         uint8_t proto;
 392         std::string s = ipin.recv(proto, src, dst);
 393 #ifdef DEBUG_RESOLV
 394             std::cout << "NameServer::recv_loop() -> recibido len=" << s.size()
 395                 << " de " << src << " para " << dst << " (proto = "
 396                 << unsigned(proto) << ")\n";
 397 #endif
 398         if (proto == RESOLV_PROTO) // Si es para nosotros
 399         {
 400             rp_pkt_type_t type;
 401             memcpy(&type, s.data(), sizeof(uint8_t));
 402             switch (type)
 403             {
 404                 // Request
 405                 case RP_REQ_DIRECT:
 406                 case RP_REQ_RECURSIVE:
 407 #ifdef DEBUG_RESOLV
 408                     std::cout << "---> " << ResolvProtoRequest(s) << "\n";
 409 #endif
 410                     req_que.transmit(s, src); // Encolo
 411                     break;
 412                 // Response
 413                 default:
 414 #ifdef DEBUG_RESOLV
 415                     std::cout << "---> " << ResolvProtoResponse(s) << "\n";
 416 #endif
 417                     res_que.transmit(s, src); // Encolo
 418             }
 419         }
 420     }
 421 }
 422
 423 void NameServer::send_loop()
 424 {
 425 #ifdef DEBUG_TRACE
 426     std::cout << "NameServer::send_loop()\n";
 427 #endif
 428     while (true)
 429     {
 430         Dev::mac_type mac = 0;
 431         std::string buf = snd_que.receive(mac);
 432 #ifdef DEBUG_RESOLV
 433         uint8_t type;
 434         memcpy(&type, s.data(), sizeof(uint8_t));
 435         std::cout << "NameServer::send_loop() -> envío "
 436         if (type == RP_REQ_DIRECT || type == RP_REQ_RECURSIVE)
 437             std::cout << "request " << ResolvProtoRequest(buf) << "\n";
 438         else
 439             std::cout << "response " << ResolvProtoResponse(buf) << "\n";
 440 #endif
 441         ipout.send(buf, RESOLV_PROTO, IPAddr(mac));
 442     }
 443 }
 444
 445 void NameServer::req_loop()
 446 {
 447 #ifdef DEBUG_TRACE
 448     std::cout << "NameServer::req_loop()\n";
 449 #endif
 450     while (true)
 451     {
 452         Dev::mac_type mac = 0;
 453         ResolvProtoRequest req(req_que.receive(mac));
 454 #ifdef DEBUG_RESOLV
 455         std::cout << "NameServer::req_loop() -> recibido " << req << "\n";
 456 #endif
 457         ResolvProtoResponse res
 458             = (req.query_type == RP_REQ_DIRECT)
 459             ? resolv_direct(req.name)
 460             : resolv_recursive(req.name);
 461 #ifdef DEBUG_RESOLV
 462         std::cout << "NameServer::req_loop() -> respondo " << res << "\n";
 463 #endif
 464         snd_que.transmit(std::string(res), IPAddr(mac));
 465     }
 466 }
 467
 468 std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const NameServer::Record::type_t& t)
 469 {
 470     if (t == NameServer::Record::NS)
 471         return os << "NS";
 472     else
 473         return os << "A";
 474 }
 475
 476 std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const NameServer::Record& r)
 477 {
 478     return os << r.type << " " << r.ip;
 479 }
 480
 481 std::ostream& operator<< (std::ostream& os,
 482         const NameServer::Zone::records_t::value_type& p)
 483 {
 484     return os << p.first << ": " << p.second;
 485 }
 486
 487 std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const NameServer::Zone& z)
 488 {
 489     os << "Zone " << z.name << " " << z.ttl << " " << z.parent << "\n";
 490     std::copy(z.records.begin(), z.records.end(), std::ostream_iterator<
 491             NameServer::Zone::records_t::value_type >(os, "\n"));
 492     return os;
 493 }
 494
 495 std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const NameServer::CacheRecord& cr)
 496 {
 497     os << "CacheRecord(ttl=" << cr.ttl << ", records=";
 498     std::copy(cr.ips.begin(), cr.ips.end(),
 499             std::ostream_iterator< IPAddr >(os, ","));
 500     return os << ")";
 501 }
 502
 503 std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const NameServer& ns)
 504 {
 505     os << "NameServer: zones[" << ns.zones.size() << "] (\n\n";
 506     std::copy(ns.zones.begin(), ns.zones.end(),
 507             std::ostream_iterator< NameServer::Zone >(os, "\n"));
 508     return os << ")";
 509 }
 510
 511 // vim: set et sw=4 sts=4 :