NAT: prefix test

nftables_test.go

@@ -253,6 +253,8 @@ func TestConfigureNAT(t *testing.T) {
 		[]byte("\x02\x00\x00\x00\x08\x00\x01\x00\x6e\x61\x74\x00\x0f\x00\x02\x00\x70\x72\x65\x72\x6f\x75\x74\x69\x6e\x67\x00\x00\x98\x01\x04\x80\x24\x00\x01\x80\x09\x00\x01\x00\x6d\x65\x74\x61\x00\x00\x00\x00\x14\x00\x02\x80\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x06\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x38\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x2c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x18\x00\x03\x80\x14\x00\x01\x00\x75\x70\x6c\x69\x6e\x6b\x30\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x24\x00\x01\x80\x09\x00\x01\x00\x6d\x65\x74\x61\x00\x00\x00\x00\x14\x00\x02\x80\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x10\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x2c\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x20\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x0c\x00\x03\x80\x05\x00\x01\x00\x06\x00\x00\x00\x34\x00\x01\x80\x0c\x00\x01\x00\x70\x61\x79\x6c\x6f\x61\x64\x00\x24\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x04\x00\x00\x00\x00\x02\x2c\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x20\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x0c\x00\x03\x80\x06\x00\x01\x00\x0f\xe6\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x0c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\xc0\xa8\x17\x02\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x02\x0c\x00\x02\x80\x06\x00\x01\x00\x0f\xf0\x00\x00\x30\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x6e\x61\x74\x00\x24\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x05\x00\x00\x00\x00\x02"),
 		// nft add rule nat prerouting iifname uplink0 udp dport 4070-4090 dnat 192.168.23.2:4070-4090
 		[]byte("\x02\x00\x00\x00\x08\x00\x01\x00\x6e\x61\x74\x00\x0f\x00\x02\x00\x70\x72\x65\x72\x6f\x75\x74\x69\x6e\x67\x00\x00\xf8\x01\x04\x80\x24\x00\x01\x80\x09\x00\x01\x00\x6d\x65\x74\x61\x00\x00\x00\x00\x14\x00\x02\x80\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x06\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x38\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x2c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x18\x00\x03\x80\x14\x00\x01\x00\x75\x70\x6c\x69\x6e\x6b\x30\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x24\x00\x01\x80\x09\x00\x01\x00\x6d\x65\x74\x61\x00\x00\x00\x00\x14\x00\x02\x80\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x10\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x2c\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x20\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x0c\x00\x03\x80\x05\x00\x01\x00\x11\x00\x00\x00\x34\x00\x01\x80\x0c\x00\x01\x00\x70\x61\x79\x6c\x6f\x61\x64\x00\x24\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x04\x00\x00\x00\x00\x02\x2c\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x20\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x05\x0c\x00\x03\x80\x06\x00\x01\x00\x0f\xe6\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x20\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x03\x0c\x00\x03\x80\x06\x00\x01\x00\x0f\xfa\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x0c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\xc0\xa8\x17\x02\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x02\x0c\x00\x02\x80\x06\x00\x01\x00\x0f\xe6\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x03\x0c\x00\x02\x80\x06\x00\x01\x00\x0f\xfa\x00\x00\x38\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x6e\x61\x74\x00\x2c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x05\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x06\x00\x00\x00\x00\x03"),
+		// nft add rule nat prerouting ip daddr 10.0.0.0/24 dnat prefix to 20.0.0.0/24
+		[]byte("\x02\x00\x00\x00\x08\x00\x01\x00\x6e\x61\x74\x00\x0f\x00\x02\x00\x70\x72\x65\x72\x6f\x75\x74\x69\x6e\x67\x00\x00\x38\x01\x04\x80\x34\x00\x01\x80\x0c\x00\x01\x00\x70\x61\x79\x6c\x6f\x61\x64\x00\x24\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x10\x08\x00\x04\x00\x00\x00\x00\x04\x44\x00\x01\x80\x0c\x00\x01\x00\x62\x69\x74\x77\x69\x73\x65\x00\x34\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x04\x0c\x00\x04\x80\x08\x00\x01\x00\xff\xff\xff\x00\x0c\x00\x05\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x63\x6d\x70\x00\x20\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x0c\x00\x03\x80\x08\x00\x01\x00\x0a\x00\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x0c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x14\x00\x00\x00\x2c\x00\x01\x80\x0e\x00\x01\x00\x69\x6d\x6d\x65\x64\x69\x61\x74\x65\x00\x00\x00\x18\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x02\x0c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x14\x00\x00\xff\x38\x00\x01\x80\x08\x00\x01\x00\x6e\x61\x74\x00\x2c\x00\x02\x80\x08\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x01\x08\x00\x04\x00\x00\x00\x00\x02\x08\x00\x07\x00\x00\x00\x00\x40"),
 		// batch end
 		[]byte("\x00\x00\x00\x0a"),
 	}
@@ -447,6 +449,58 @@ func TestConfigureNAT(t *testing.T) {
 		},
 	})
 
+	dstipmatch, dstcidrmatch, err := net.ParseCIDR("10.0.0.0/24")
+	if err != nil {
+		t.Fatal(err)
+	}
+
+	dnatfirstip, dnatlastip, err := nftables.NetFirstAndLastIP("20.0.0.0/24")
+	if err != nil {
+		t.Fatal(err)
+	}
+
+	c.AddRule(&nftables.Rule{
+		Table: nat,
+		Chain: prerouting,
+		Exprs: []expr.Any{
+			&expr.Payload{
+				DestRegister: 1,
+				Base:         expr.PayloadBaseNetworkHeader,
+				Offset:       16, // destination addr offset
+				Len:          4,
+			},
+			&expr.Bitwise{
+				SourceRegister: 1,
+				DestRegister:   1,
+				Len:            4,
+				// By specifying Xor to 0x0,0x0,0x0,0x0 and Mask to the CIDR mask,
+				// the rule will match the CIDR of the IP (e.g in this case 10.0.0.0/24).
+				Xor:  []byte{0x0, 0x0, 0x0, 0x0},
+				Mask: dstcidrmatch.Mask,
+			},
+			&expr.Cmp{
+				Op:       expr.CmpOpEq,
+				Register: 1,
+				Data:     dstipmatch.To4(),
+			},
+			&expr.Immediate{
+				Register: 1,
+				Data:     dnatfirstip,
+			},
+			&expr.Immediate{
+				Register: 2,
+				Data:     dnatlastip,
+			},
+			&expr.NAT{
+				Type:       expr.NATTypeDestNAT,
+				RegAddrMin: 1,
+				RegAddrMax: 2,
+				Prefix:     true,
+				Family:     uint32(nftables.TableFamilyIPv4),
+			},
+		},
+	})
+
 	if err := c.Flush(); err != nil {
 		t.Fatal(err)
 	}

util.go

@@ -16,6 +16,7 @@ package nftables
 
 import (
 	"encoding/binary"
+	"net"
 
 	"github.com/google/nftables/binaryutil"
 	"golang.org/x/sys/unix"
@@ -44,3 +45,45 @@ func (genmsg *NFGenMsg) Decode(b []byte) {
 	genmsg.Version = b[1]
 	genmsg.ResourceID = binary.BigEndian.Uint16(b[2:])
 }
+
+// NetFirstAndLastIP takes the beginning address of an entire network in CIDR
+// notation (e.g. 192.168.1.0/24) and returns the first and last IP addresses
+// within the network (e.g. first 192.168.1.0, last 192.168.1.255).
+//
+// Note that these are the first and last IP addresses, not the first and last
+// *usable* IP addresses (which would be 192.168.1.1 and 192.168.1.254,
+// respectively, for 192.168.1.0/24).
+func NetFirstAndLastIP(networkCIDR string) (first, last net.IP, err error) {
+	_, subnet, err := net.ParseCIDR(networkCIDR)
+	if err != nil {
+		return nil, nil, err
+	}
+
+	first = make(net.IP, len(subnet.IP))
+	last = make(net.IP, len(subnet.IP))
+
+	switch len(subnet.IP) {
+	case net.IPv4len:
+		mask := binary.BigEndian.Uint32(subnet.Mask)
+		ip := binary.BigEndian.Uint32(subnet.IP)
+		// To achieve the first IP address, we need to AND the IP with the mask.
+		// The AND operation will set all bits in the host part to 0.
+		binary.BigEndian.PutUint32(first, ip&mask)
+		// To achieve the last IP address, we need to OR the IP network with the inverted mask.
+		// The AND between the IP and the mask will set all bits in the host part to 0, keeping the network part.
+		// The XOR between the mask and 0xffffffff will set all bits in the host part to 1, and the network part to 0.
+		// The OR operation will keep the host part unchanged, and sets the host part to all 1.
+		binary.BigEndian.PutUint32(last, (ip&mask)|(mask^0xffffffff))
+	case net.IPv6len:
+		mask1 := binary.BigEndian.Uint64(subnet.Mask[:8])
+		mask2 := binary.BigEndian.Uint64(subnet.Mask[8:])
+		ip1 := binary.BigEndian.Uint64(subnet.IP[:8])
+		ip2 := binary.BigEndian.Uint64(subnet.IP[8:])
+		binary.BigEndian.PutUint64(first[:8], ip1&mask1)
+		binary.BigEndian.PutUint64(first[8:], ip2&mask2)
+		binary.BigEndian.PutUint64(last[:8], (ip1&mask1)|(mask1^0xffffffffffffffff))
+		binary.BigEndian.PutUint64(last[8:], (ip2&mask2)|(mask2^0xffffffffffffffff))
+	}
+
+	return first, last, nil
+}

util_test.go

@@ -0,0 +1,78 @@
+package nftables
+
+import (
+	"net"
+	"reflect"
+	"testing"
+)
+
+func TestNetFirstAndLastIP(t *testing.T) {
+	type args struct {
+		cidr string
+	}
+	tests := []struct {
+		name        string
+		args        args
+		wantFirstIP net.IP
+		wantLastIP  net.IP
+		wantErr     bool
+	}{
+		{
+			name:        "Test Fake",
+			args:        args{cidr: "fakecidr"},
+			wantFirstIP: nil,
+			wantLastIP:  nil,
+			wantErr:     true,
+		},
+		{
+			name:        "Test IPV4 1",
+			args:        args{cidr: "10.0.0.0/24"},
+			wantFirstIP: net.IP{10, 0, 0, 0},
+			wantLastIP:  net.IP{10, 0, 0, 255},
+			wantErr:     false,
+		},
+		{
+			name:        "Test IPV4 2",
+			args:        args{cidr: "10.0.0.20/24"},
+			wantFirstIP: net.IP{10, 0, 0, 0},
+			wantLastIP:  net.IP{10, 0, 0, 255},
+			wantErr:     false,
+		},
+		{
+			name:        "Test IPV4 2",
+			args:        args{cidr: "10.0.0.0/19"},
+			wantFirstIP: net.IP{10, 0, 0, 0},
+			wantLastIP:  net.IP{10, 0, 31, 255},
+			wantErr:     false,
+		},
+		{
+			name:        "Test IPV6 1",
+			args:        args{cidr: "ff00::/16"},
+			wantFirstIP: net.ParseIP("ff00::"),
+			wantLastIP:  net.ParseIP("ff00:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff"),
+			wantErr:     false,
+		},
+		{
+			name:        "Test IPV6 2",
+			args:        args{cidr: "2001:db8::/62"},
+			wantFirstIP: net.ParseIP("2001:db8::"),
+			wantLastIP:  net.ParseIP("2001:db8:0000:0003:ffff:ffff:ffff:ffff"),
+			wantErr:     false,
+		},
+	}
+	for _, tt := range tests {
+		t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
+			gotFirstIP, gotLastIP, err := NetFirstAndLastIP(tt.args.cidr)
+			if (err != nil) != tt.wantErr {
+				t.Errorf("GetFirstAndLastIPFromCIDR() error = %v, wantErr %v", err, tt.wantErr)
+				return
+			}
+			if !reflect.DeepEqual(gotFirstIP, tt.wantFirstIP) {
+				t.Errorf("GetFirstAndLastIPFromCIDR() gotFirstIP = %v, want %v", gotFirstIP, tt.wantFirstIP)
+			}
+			if !reflect.DeepEqual(gotLastIP, tt.wantLastIP) {
+				t.Errorf("GetFirstAndLastIPFromCIDR() gotLastIP = %v, want %v", gotLastIP, tt.wantLastIP)
+			}
+		})
+	}
+}