src/net.h

   1 // Copyright (c) 2009-2010 Satoshi Nakamoto
   2 // Copyright (c) 2009-2012 The Bitcoin developers
   3 // Distributed under the MIT/X11 software license, see the accompanying
   4 // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
   5 #ifndef BITCOIN_NET_H
   6 #define BITCOIN_NET_H
   7
   8 #include <limits>
   9 #include <deque>
  10 #ifndef Q_MOC_RUN
  11 #include <boost/array.hpp>
  12 #include <boost/foreach.hpp>
  13 #endif
  14 #include <openssl/rand.h>
  15
  16 #ifndef WIN32
  17 #include <arpa/inet.h>
  18 #endif
  19
  20 #include "mruset.h"
  21 #include "netbase.h"
  22 #include "addrman.h"
  23 #include "hash.h"
  24
  25 class CRequestTracker;
  26 class CNode;
  27 class CBlockIndex;
  28 extern int nBestHeight;
  29
  30 const uint16_t nSocksDefault = 9050;
  31 const uint16_t nPortZero = 0;
  32
  33
  34 inline uint64_t ReceiveBufferSize() { return 1000*GetArg("-maxreceivebuffer", 5*1000); }
  35 inline uint64_t SendBufferSize() { return 1000*GetArg("-maxsendbuffer", 1*1000); }
  36
  37 void AddOneShot(std::string strDest);
  38 bool RecvLine(SOCKET hSocket, std::string& strLine);
  39 bool GetMyExternalIP(CNetAddr& ipRet);
  40 void AddressCurrentlyConnected(const CService& addr);
  41 CNode* FindNode(const CNetAddr& ip);
  42 CNode* FindNode(const CService& ip);
  43 CNode* ConnectNode(CAddress addrConnect, const char *strDest = NULL, int64_t nTimeout=0);
  44 bool OpenNetworkConnection(const CAddress& addrConnect, CSemaphoreGrant *grantOutbound = NULL, const char *strDest = NULL, bool fOneShot = false);
  45 void MapPort();
  46 unsigned short GetListenPort();
  47 bool BindListenPort(const CService &bindAddr, std::string& strError=REF(std::string()));
  48 void StartNode(void* parg);
  49 bool StopNode();
  50
  51 enum
  52 {
  53     LOCAL_NONE,   // unknown
  54     LOCAL_IF,     // address a local interface listens on
  55     LOCAL_BIND,   // address explicit bound to
  56     LOCAL_IRC,    // address reported by IRC (deprecated)
  57     LOCAL_HTTP,   // address reported by whatismyip.com and similar
  58     LOCAL_MANUAL, // address explicitly specified (-externalip=)
  59
  60     LOCAL_MAX
  61 };
  62
  63
  64 bool IsPeerAddrLocalGood(CNode *pnode);
  65 void AdvertiseLocal(CNode *pnode);
  66 void SetLimited(enum Network net, bool fLimited = true);
  67 bool IsLimited(enum Network net);
  68 bool IsLimited(const CNetAddr& addr);
  69 bool AddLocal(const CService& addr, int nScore = LOCAL_NONE);
  70 bool AddLocal(const CNetAddr& addr, int nScore = LOCAL_NONE);
  71 bool SeenLocal(const CService& addr);
  72 bool IsLocal(const CService& addr);
  73 bool GetLocal(CService &addr, const CNetAddr *paddrPeer = NULL);
  74 bool IsReachable(const CNetAddr &addr);
  75 void SetReachable(enum Network net, bool fFlag = true);
  76 CAddress GetLocalAddress(const CNetAddr *paddrPeer = NULL);
  77
  78
  79 enum
  80 {
  81     MSG_TX = 1,
  82     MSG_BLOCK
  83 };
  84
  85 class CRequestTracker
  86 {
  87 public:
  88     void (*fn)(void*, CDataStream&);
  89     void* param1;
  90
  91     explicit CRequestTracker(void (*fnIn)(void*, CDataStream&)=NULL, void* param1In=NULL)
  92     {
  93         fn = fnIn;
  94         param1 = param1In;
  95     }
  96
  97     bool IsNull()
  98     {
  99         return fn == NULL;
 100     }
 101 };
 102
 103
 104 /** Thread types */
 105 enum threadId
 106 {
 107     THREAD_SOCKETHANDLER,
 108     THREAD_OPENCONNECTIONS,
 109     THREAD_MESSAGEHANDLER,
 110     THREAD_RPCLISTENER,
 111     THREAD_DNSSEED,
 112     THREAD_ADDEDCONNECTIONS,
 113     THREAD_DUMPADDRESS,
 114     THREAD_RPCHANDLER,
 115     THREAD_MINTER,
 116     THREAD_SCRIPTCHECK,
 117     THREAD_NTP,
 118     THREAD_IPCOLLECTOR,
 119
 120     THREAD_MAX
 121 };
 122
 123 extern bool fClient;
 124 extern bool fDiscover;
 125 extern bool fNoListen;
 126
 127 extern bool fDiscover;
 128 extern uint64_t nLocalServices;
 129 extern uint64_t nLocalHostNonce;
 130 extern CAddress addrSeenByPeer;
 131 extern boost::array<int, THREAD_MAX> vnThreadsRunning;
 132 extern CAddrMan addrman;
 133
 134 extern std::vector<CNode*> vNodes;
 135 extern CCriticalSection cs_vNodes;
 136 extern std::vector<std::string> vAddedNodes;
 137 extern CCriticalSection cs_vAddedNodes;
 138 extern std::map<CInv, CDataStream> mapRelay;
 139 extern std::deque<std::pair<int64_t, CInv> > vRelayExpiration;
 140 extern CCriticalSection cs_mapRelay;
 141 extern std::map<CInv, int64_t> mapAlreadyAskedFor;
 142
 143
 144
 145
 146 class CNodeStats
 147 {
 148 public:
 149     uint64_t nServices;
 150     int64_t nLastSend;
 151     int64_t nLastRecv;
 152     int64_t nTimeConnected;
 153     std::string addrName;
 154     int32_t nVersion;
 155     std::string strSubVer;
 156     bool fInbound;
 157     int64_t nReleaseTime;
 158     int32_t nStartingHeight;
 159     int32_t nMisbehavior;
 160     uint64_t nSendBytes;
 161     uint64_t nRecvBytes;
 162     bool fSyncNode;
 163 };
 164
 165
 166
 167
 168
 169 /** Information about a peer */
 170 class CNode
 171 {
 172 public:
 173     // socket
 174     uint64_t nServices;
 175     SOCKET hSocket;
 176     CDataStream vSend;
 177     CDataStream vRecv;
 178     uint64_t nSendBytes;
 179     uint64_t nRecvBytes;
 180     CCriticalSection cs_vSend;
 181     CCriticalSection cs_vRecv;
 182     int64_t nLastSend;
 183     int64_t nLastRecv;
 184     int64_t nLastSendEmpty;
 185     int64_t nTimeConnected;
 186     int32_t nHeaderStart;
 187     uint32_t nMessageStart;
 188     CAddress addr;
 189     std::string addrName;
 190     CService addrLocal;
 191     int32_t nVersion;
 192     std::string strSubVer;
 193     bool fOneShot;
 194     bool fClient;
 195     bool fInbound;
 196     bool fNetworkNode;
 197     bool fSuccessfullyConnected;
 198     bool fDisconnect;
 199     CSemaphoreGrant grantOutbound;
 200 protected:
 201     int nRefCount;
 202
 203     // Denial-of-service detection/prevention
 204     // Key is IP address, value is banned-until-time
 205     static std::map<CNetAddr, int64_t> setBanned;
 206     static CCriticalSection cs_setBanned;
 207     int nMisbehavior;
 208
 209 public:
 210     int64_t nReleaseTime;
 211     std::map<uint256, CRequestTracker> mapRequests;
 212     CCriticalSection cs_mapRequests;
 213     uint256 hashContinue;
 214     CBlockIndex* pindexLastGetBlocksBegin;
 215     uint256 hashLastGetBlocksEnd;
 216     int32_t nStartingHeight;
 217     bool fStartSync;
 218
 219     // flood relay
 220     std::vector<CAddress> vAddrToSend;
 221     std::set<CAddress> setAddrKnown;
 222     bool fGetAddr;
 223     std::set<uint256> setKnown;
 224     uint256 hashCheckpointKnown; // ppcoin: known sent sync-checkpoint
 225     int64_t nNextAddrSend;
 226     int64_t nNextLocalAddrSend;
 227     int64_t nNextInvSend;
 228
 229     // inventory based relay
 230     mruset<CInv> setInventoryKnown;
 231     std::vector<CInv> vInventoryToSend;
 232     CCriticalSection cs_inventory;
 233     std::multimap<int64_t, CInv> mapAskFor;
 234
 235     CNode(SOCKET hSocketIn, CAddress addrIn, std::string addrNameIn = "", bool fInboundIn=false) : vSend(SER_NETWORK, MIN_PROTO_VERSION), vRecv(SER_NETWORK, MIN_PROTO_VERSION)
 236     {
 237         nServices = 0;
 238         hSocket = hSocketIn;
 239         nLastSend = 0;
 240         nLastRecv = 0;
 241         nSendBytes = 0;
 242         nRecvBytes = 0;
 243         nLastSendEmpty = GetTime();
 244         nTimeConnected = GetTime();
 245         nHeaderStart = -1;
 246         nMessageStart = std::numeric_limits<uint32_t>::max();
 247         addr = addrIn;
 248         addrName = addrNameIn.empty() ? addr.ToStringIPPort() : addrNameIn;
 249         nVersion = 0;
 250         strSubVer.clear();
 251         fOneShot = false;
 252         fClient = false; // set by version message
 253         fInbound = fInboundIn;
 254         fNetworkNode = false;
 255         fSuccessfullyConnected = false;
 256         fDisconnect = false;
 257         nRefCount = 0;
 258         nReleaseTime = 0;
 259         hashContinue = 0;
 260         pindexLastGetBlocksBegin = 0;
 261         hashLastGetBlocksEnd = 0;
 262         nStartingHeight = -1;
 263         nNextLocalAddrSend = 0;
 264         nNextAddrSend = 0;
 265         nNextInvSend = 0;
 266         fStartSync = false;
 267         fGetAddr = false;
 268         nMisbehavior = 0;
 269         hashCheckpointKnown = 0;
 270         setInventoryKnown.max_size((size_t)SendBufferSize() / 1000);
 271
 272         // Be shy and don't send version until we hear
 273         if (hSocket != INVALID_SOCKET && !fInbound)
 274             PushVersion();
 275     }
 276
 277     ~CNode()
 278     {
 279         if (hSocket != INVALID_SOCKET)
 280         {
 281             CloseSocket(hSocket);
 282         }
 283     }
 284
 285
 286 private:
 287     // Network usage totals
 288     static CCriticalSection cs_totalBytesRecv;
 289     static CCriticalSection cs_totalBytesSent;
 290     static uint64_t nTotalBytesRecv;
 291     static uint64_t nTotalBytesSent;
 292     CNode(const CNode&);
 293     void operator=(const CNode&);
 294 public:
 295
 296
 297     int GetRefCount()
 298     {
 299         return std::max(nRefCount, 0) + (GetTime() < nReleaseTime ? 1 : 0);
 300     }
 301
 302     CNode* AddRef(int64_t nTimeout=0)
 303     {
 304         if (nTimeout != 0)
 305             nReleaseTime = std::max(nReleaseTime, GetTime() + nTimeout);
 306         else
 307             nRefCount++;
 308         return this;
 309     }
 310
 311     void Release()
 312     {
 313         nRefCount--;
 314     }
 315
 316
 317
 318     void AddAddressKnown(const CAddress& addr)
 319     {
 320         setAddrKnown.insert(addr);
 321     }
 322
 323     void PushAddress(const CAddress& addr)
 324     {
 325         // Known checking here is only to save space from duplicates.
 326         // SendMessages will filter it again for knowns that were added
 327         // after addresses were pushed.
 328         if (addr.IsValid() && !setAddrKnown.count(addr))
 329             vAddrToSend.push_back(addr);
 330     }
 331
 332
 333     void AddInventoryKnown(const CInv& inv)
 334     {
 335         {
 336             LOCK(cs_inventory);
 337             setInventoryKnown.insert(inv);
 338         }
 339     }
 340
 341     void PushInventory(const CInv& inv)
 342     {
 343         {
 344             LOCK(cs_inventory);
 345             if (!setInventoryKnown.count(inv))
 346                 vInventoryToSend.push_back(inv);
 347         }
 348     }
 349
 350     void AskFor(const CInv& inv)
 351     {
 352         // We're using mapAskFor as a priority queue,
 353         // the key is the earliest time the request can be sent
 354         int64_t& nRequestTime = mapAlreadyAskedFor[inv];
 355         if (fDebugNet)
 356             printf("askfor %s   %" PRId64 " (%s)\n", inv.ToString().c_str(), nRequestTime, DateTimeStrFormat("%H:%M:%S", nRequestTime/1000000).c_str());
 357
 358         // Make sure not to reuse time indexes to keep things in the same order
 359         int64_t nNow = (GetTime() - 1) * 1000000;
 360         static int64_t nLastTime;
 361         ++nLastTime;
 362         nNow = std::max(nNow, nLastTime);
 363         nLastTime = nNow;
 364
 365         // Each retry is 2 minutes after the last
 366         nRequestTime = std::max(nRequestTime + 2 * 60 * 1000000, nNow);
 367         mapAskFor.insert(std::make_pair(nRequestTime, inv));
 368     }
 369
 370
 371
 372     void BeginMessage(const char* pszCommand)
 373     {
 374         ENTER_CRITICAL_SECTION(cs_vSend);
 375         if (nHeaderStart != -1)
 376             AbortMessage();
 377         nHeaderStart = (int32_t)vSend.size();
 378         vSend << CMessageHeader(pszCommand, 0);
 379         nMessageStart = (uint32_t)vSend.size();
 380         if (fDebug)
 381             printf("sending: %s ", pszCommand);
 382     }
 383
 384     void AbortMessage()
 385     {
 386         if (nHeaderStart < 0)
 387             return;
 388         vSend.resize(nHeaderStart);
 389         nHeaderStart = -1;
 390         nMessageStart = std::numeric_limits<uint32_t>::max();
 391         LEAVE_CRITICAL_SECTION(cs_vSend);
 392
 393         if (fDebug)
 394             printf("(aborted)\n");
 395     }
 396
 397     void EndMessage()
 398     {
 399         if (mapArgs.count("-dropmessagestest") && GetRand(atoi(mapArgs["-dropmessagestest"])) == 0)
 400         {
 401             printf("dropmessages DROPPING SEND MESSAGE\n");
 402             AbortMessage();
 403             return;
 404         }
 405
 406         if (nHeaderStart < 0) {
 407             LEAVE_CRITICAL_SECTION(cs_vSend);
 408             return;
 409         }
 410
 411         // Set the size
 412         uint32_t nSize = (uint32_t) vSend.size() - nMessageStart;
 413         memcpy((char*)&vSend[nHeaderStart] + CMessageHeader::MESSAGE_SIZE_OFFSET, &nSize, sizeof(nSize));
 414
 415         // Set the checksum
 416         uint256 hash = Hash(vSend.begin() + nMessageStart, vSend.end());
 417         uint32_t nChecksum = 0;
 418         memcpy(&nChecksum, &hash, sizeof(nChecksum));
 419         assert(nMessageStart - nHeaderStart >= CMessageHeader::CHECKSUM_OFFSET + sizeof(nChecksum));
 420         memcpy((char*)&vSend[nHeaderStart] + CMessageHeader::CHECKSUM_OFFSET, &nChecksum, sizeof(nChecksum));
 421
 422         if (fDebug) {
 423             printf("(%d bytes)\n", nSize);
 424         }
 425
 426         nHeaderStart = -1;
 427         nMessageStart = std::numeric_limits<uint32_t>::max();
 428         LEAVE_CRITICAL_SECTION(cs_vSend);
 429     }
 430
 431     void EndMessageAbortIfEmpty()
 432     {
 433         if (nHeaderStart < 0)
 434             return;
 435         int nSize = (int) vSend.size() - nMessageStart;
 436         if (nSize > 0)
 437             EndMessage();
 438         else
 439             AbortMessage();
 440     }
 441
 442
 443
 444     void PushVersion();
 445
 446
 447     void PushMessage(const char* pszCommand)
 448     {
 449         try
 450         {
 451             BeginMessage(pszCommand);
 452             EndMessage();
 453         }
 454         catch (...)
 455         {
 456             AbortMessage();
 457             throw;
 458         }
 459     }
 460
 461     template<typename T1>
 462     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1)
 463     {
 464         try
 465         {
 466             BeginMessage(pszCommand);
 467             vSend << a1;
 468             EndMessage();
 469         }
 470         catch (...)
 471         {
 472             AbortMessage();
 473             throw;
 474         }
 475     }
 476
 477     template<typename T1, typename T2>
 478     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2)
 479     {
 480         try
 481         {
 482             BeginMessage(pszCommand);
 483             vSend << a1 << a2;
 484             EndMessage();
 485         }
 486         catch (...)
 487         {
 488             AbortMessage();
 489             throw;
 490         }
 491     }
 492
 493     template<typename T1, typename T2, typename T3>
 494     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3)
 495     {
 496         try
 497         {
 498             BeginMessage(pszCommand);
 499             vSend << a1 << a2 << a3;
 500             EndMessage();
 501         }
 502         catch (...)
 503         {
 504             AbortMessage();
 505             throw;
 506         }
 507     }
 508
 509     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4>
 510     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4)
 511     {
 512         try
 513         {
 514             BeginMessage(pszCommand);
 515             vSend << a1 << a2 << a3 << a4;
 516             EndMessage();
 517         }
 518         catch (...)
 519         {
 520             AbortMessage();
 521             throw;
 522         }
 523     }
 524
 525     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5>
 526     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5)
 527     {
 528         try
 529         {
 530             BeginMessage(pszCommand);
 531             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5;
 532             EndMessage();
 533         }
 534         catch (...)
 535         {
 536             AbortMessage();
 537             throw;
 538         }
 539     }
 540
 541     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6>
 542     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6)
 543     {
 544         try
 545         {
 546             BeginMessage(pszCommand);
 547             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6;
 548             EndMessage();
 549         }
 550         catch (...)
 551         {
 552             AbortMessage();
 553             throw;
 554         }
 555     }
 556
 557     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6, typename T7>
 558     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6, const T7& a7)
 559     {
 560         try
 561         {
 562             BeginMessage(pszCommand);
 563             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6 << a7;
 564             EndMessage();
 565         }
 566         catch (...)
 567         {
 568             AbortMessage();
 569             throw;
 570         }
 571     }
 572
 573     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6, typename T7, typename T8>
 574     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6, const T7& a7, const T8& a8)
 575     {
 576         try
 577         {
 578             BeginMessage(pszCommand);
 579             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6 << a7 << a8;
 580             EndMessage();
 581         }
 582         catch (...)
 583         {
 584             AbortMessage();
 585             throw;
 586         }
 587     }
 588
 589     template<typename T1, typename T2, typename T3, typename T4, typename T5, typename T6, typename T7, typename T8, typename T9>
 590     void PushMessage(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2, const T3& a3, const T4& a4, const T5& a5, const T6& a6, const T7& a7, const T8& a8, const T9& a9)
 591     {
 592         try
 593         {
 594             BeginMessage(pszCommand);
 595             vSend << a1 << a2 << a3 << a4 << a5 << a6 << a7 << a8 << a9;
 596             EndMessage();
 597         }
 598         catch (...)
 599         {
 600             AbortMessage();
 601             throw;
 602         }
 603     }
 604
 605
 606     void PushRequest(const char* pszCommand,
 607                      void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1)
 608     {
 609         uint256 hashReply;
 610         RAND_bytes((unsigned char*)&hashReply, sizeof(hashReply));
 611
 612         {
 613             LOCK(cs_mapRequests);
 614             mapRequests[hashReply] = CRequestTracker(fn, param1);
 615         }
 616
 617         PushMessage(pszCommand, hashReply);
 618     }
 619
 620     template<typename T1>
 621     void PushRequest(const char* pszCommand, const T1& a1,
 622                      void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1)
 623     {
 624         uint256 hashReply;
 625         RAND_bytes((unsigned char*)&hashReply, sizeof(hashReply));
 626
 627         {
 628             LOCK(cs_mapRequests);
 629             mapRequests[hashReply] = CRequestTracker(fn, param1);
 630         }
 631
 632         PushMessage(pszCommand, hashReply, a1);
 633     }
 634
 635     template<typename T1, typename T2>
 636     void PushRequest(const char* pszCommand, const T1& a1, const T2& a2,
 637                      void (*fn)(void*, CDataStream&), void* param1)
 638     {
 639         uint256 hashReply;
 640         RAND_bytes((unsigned char*)&hashReply, sizeof(hashReply));
 641
 642         {
 643             LOCK(cs_mapRequests);
 644             mapRequests[hashReply] = CRequestTracker(fn, param1);
 645         }
 646
 647         PushMessage(pszCommand, hashReply, a1, a2);
 648     }
 649
 650
 651
 652     void PushGetBlocks(CBlockIndex* pindexBegin, uint256 hashEnd);
 653     bool IsSubscribed(unsigned int nChannel);
 654     void Subscribe(unsigned int nChannel, unsigned int nHops=0);
 655     void CancelSubscribe(unsigned int nChannel);
 656     void CloseSocketDisconnect();
 657     void Cleanup();
 658
 659
 660     // Denial-of-service detection/prevention
 661     // The idea is to detect peers that are behaving
 662     // badly and disconnect/ban them, but do it in a
 663     // one-coding-mistake-won't-shatter-the-entire-network
 664     // way.
 665     // IMPORTANT:  There should be nothing I can give a
 666     // node that it will forward on that will make that
 667     // node's peers drop it. If there is, an attacker
 668     // can isolate a node and/or try to split the network.
 669     // Dropping a node for sending stuff that is invalid
 670     // now but might be valid in a later version is also
 671     // dangerous, because it can cause a network split
 672     // between nodes running old code and nodes running
 673     // new code.
 674     static void ClearBanned(); // needed for unit testing
 675     static bool IsBanned(CNetAddr ip);
 676     bool Misbehaving(int howmuch); // 1 == a little, 100 == a lot
 677     void copyStats(CNodeStats &stats);
 678     // Network stats
 679     static void RecordBytesRecv(uint64_t bytes);
 680     static void RecordBytesSent(uint64_t bytes);
 681
 682     static uint64_t GetTotalBytesRecv();
 683     static uint64_t GetTotalBytesSent();
 684 };
 685
 686 inline void RelayInventory(const CInv& inv)
 687 {
 688     // Put on lists to offer to the other nodes
 689     {
 690         LOCK(cs_vNodes);
 691         BOOST_FOREACH(CNode* pnode, vNodes)
 692             pnode->PushInventory(inv);
 693     }
 694 }
 695
 696 class CTransaction;
 697 void RelayTransaction(const CTransaction& tx, const uint256& hash);
 698 void RelayTransaction(const CTransaction& tx, const uint256& hash, const CDataStream& ss);
 699
 700
 701 /** Return a timestamp in the future (in microseconds) for exponentially distributed events. */
 702 int64_t PoissonNextSend(int64_t nNow, int average_interval_seconds);
 703
 704 #endif