trafgen: parser: Rename bytes -> mac
[netsniff-ng.git] / trafgen.8
blobfd9788a3a214e4a6fe1c6baba0f6c78ec3b063ad
1 .\" netsniff-ng - the packet sniffing beast
2 .\" Copyright 2013 Daniel Borkmann.
3 .\" Subject to the GPL, version 2.
4 .TH TRAFGEN 8 "03 March 2013" "Linux" "netsniff-ng toolkit"
5 .SH NAME
6 trafgen \- a fast, multithreaded network packet generator
7 .PP
8 .SH SYNOPSIS
9 .PP
10 \fBtrafgen\fR [\fIoptions\fR] [\fIpacket\fR]
11 .PP
12 .SH DESCRIPTION
13 .PP
14 trafgen is a fast, zero-copy network traffic generator for debugging,
15 performance evaluation, and fuzz-testing. trafgen utilizes the packet(7)
16 socket interface of Linux which postpones complete control over packet data
17 and packet headers into the user space. It has a powerful packet configuration
18 language, which is rather low-level and not limited to particular protocols.
19 Thus, trafgen can be used for many purposes. Its only limitation is that it
20 cannot mimic full streams resp. sessions. However, it is very useful for
21 various kinds of load testing in order to analyze and subsequently improve
22 systems behaviour under DoS attack scenarios, for instance.
23 .PP
24 trafgen is Linux specific, meaning there is no support for other operating
25 systems, same as netsniff-ng(8), thus we can keep the code footprint quite
26 minimal and to the point. trafgen makes use of packet(7) socket's TX_RING
27 interface of the Linux kernel, which is a mmap(2)'ed ring buffer shared between
28 user and kernel space.
29 .PP
30 By default, trafgen starts as many processes as available CPUs, pins each
31 of them to their respective CPU and sets up the ring buffer each in their own
32 process space after having compiled a list of packets to transmit. Thus, this is
33 likely the fastest one can get out of the box in terms of transmission performance
34 from user space, without having to load unsupported or non-mainline third-party
35 kernel modules. On Gigabit Ethernet, trafgen has a comparable performance to
36 pktgen, the built-in Linux kernel traffic generator, except that trafgen is more
37 flexible in terms of packet configuration possibilities. On 10-Gigabit-per-second
38 Ethernet, trafgen might be slower than pktgen due to the user/kernel space
39 overhead but still has a fairly high performance for out of the box kernels.
40 .PP
41 trafgen has the potential to do fuzz testing, meaning a packet configuration can
42 be built with random numbers on all or certain packet offsets that are freshly
43 generated each time a packet is sent out. With a built-in IPv4 ping, trafgen can
44 send out an ICMP probe after each packet injection to the remote host in order
45 to test if it is still responsive/alive. Assuming there is no answer from the
46 remote host after a certain threshold of probes, the machine is considered dead
47 and the last sent packet is printed together with the random seed that was used
48 by trafgen. You might not really get lucky fuzz-testing the Linux kernel, but
49 presumably there are buggy closed-source embedded systems or network driver's
50 firmware files that are prone to bugs, where trafgen could help in finding them.
51 .PP
52 trafgen's configuration language is quite powerful, also due to the fact, that
53 it supports C preprocessor macros. A stddef.h is being shipped with trafgen for
54 this purpose, so that well known defines from Linux kernel or network programming
55 can be reused. After a configuration file has passed the C preprocessor stage,
56 it is processed by the trafgen packet compiler. The language itself supports a
57 couple of features that are useful when assembling packets, such as built-in
58 runtime checksum support for IP, UDP and TCP. Also it has an expression evaluator
59 where arithmetic (basic operations, bit operations, bit shifting, ...) on constant
60 expressions is being reduced to a single constant on compile time. Other features
61 are ''fill'' macros, where a packet can be filled with n bytes by a constant, a
62 compile-time random number or run-time random number (as mentioned with fuzz
63 testing). Also, netsniff-ng(8) is able to convert a pcap file into a trafgen
64 configuration file, thus such a configuration can then be further tweaked for a
65 given scenario.
66 .PP
67 .SH OPTIONS
68 .PP
69 .SS -i <cfg|pcap|->, -c <cfg|->, --in <cfg|pcap|->, --conf <cfg|->
70 Defines the input configuration file that can either be passed as a normal plain
71 text file or via stdin (''-''). Note that currently, if a configuration is
72 passed through stdin, only 1 CPU will be used.
73 It is also possible to specify PCAP file with .pcap extension via -i,--in option,
74 by default packets will be sent at rate considering timestamp from PCAP file which
75 might be reset via -b/-t options.
76 .PP
77 .SS -o <dev>, -d <dev>, --out <dev>, --dev <dev>
78 Defines the outgoing networking device such as eth0, wlan0 and others.
79 .PP
80 .SS -p, --cpp
81 Pass the packet configuration to the C preprocessor before reading it into
82 trafgen. This allows #define and #include directives (e.g. to include
83 definitions from system headers) to be used in the trafgen configuration file.
84 .PP
85 .SS -D <name>=<definition>, --define <name>=<definition>
86 Add macro definition for the C preprocessor to use it within trafgen file. This
87 option is used in combination with the -p,--cpp option.
88 .PP
89 .SS -J, --jumbo-support
90 By default trafgen's ring buffer frames are of a fixed size of 2048 bytes.
91 This means that if you're expecting jumbo frames or even super jumbo frames to
92 pass your line, then you will need to enable support for that with the help of
93 this option. However, this has the disadvantage of a performance regression and
94 a bigger memory footprint for the ring buffer.
95 .PP
96 .SS -R, --rfraw
97 In case the output networking device is a wireless device, it is possible with
98 trafgen to turn this into monitor mode and create a mon<X> device that trafgen
99 will be transmitting on instead of wlan<X>, for instance. This enables trafgen
100 to inject raw 802.11 frames.
102 .SS -s <ipv4>, --smoke-test <ipv4>
103 In case this option is enabled, trafgen will perform a smoke test. In other
104 words, it will probe the remote end, specified by an <ipv4> address, that is
105 being ''attacked'' with trafgen network traffic, if it is still alive and
106 responsive. That means, after each transmitted packet that has been configured,
107 trafgen sends out ICMP echo requests and waits for an answer before it continues.
108 In case the remote end stays unresponsive, trafgen assumes that the machine
109 has crashed and will print out the content of the last packet as a trafgen
110 packet configuration and the random seed that has been used in order to
111 reproduce a possible bug. This might be useful when testing proprietary embedded
112 devices. It is recommended to have a direct link between the host running
113 trafgen and the host being attacked by trafgen.
115 .SS -n <0|uint>, --num <0|uint>
116 Process a number of packets and then exit. If the number of packets is 0, then
117 this is equivalent to infinite packets resp. processing until interrupted.
118 Otherwise, a number given as an unsigned integer will limit processing.
120 .SS -r, --rand
121 Randomize the packet selection of the configuration file. By default, if more
122 than one packet is defined in a packet configuration, packets are scheduled for
123 transmission in a round robin fashion. With this option, they are selected
124 randomly instread.
126 .SS -P <uint>, --cpus <uint>
127 Specify the number of processes trafgen shall fork(2) off. By default trafgen
128 will start as many processes as CPUs that are online and pin them to each,
129 respectively. Allowed value must be within interval [1,CPUs].
131 .SS -t <time>, --gap <time>
132 Specify a static inter-packet timegap in seconds, milliseconds, microseconds,
133 or nanoseconds: ''<num>s/ms/us/ns''. If no postfix is given default to
134 microseconds. If this option is given, then instead of packet(7)'s TX_RING
135 interface, trafgen will use sendto(2) I/O for network packets, even if the
136 <time> argument is 0. This option is useful for a couple of reasons: i)
137 comparison between sendto(2) and TX_RING performance, ii) low-traffic packet
138 probing for a given interval, iii) ping-like debugging with specific payload
139 patterns. Furthermore, the TX_RING interface does not cope with interpacket
140 gaps.
142 .SS -b <rate>, --rate <rate>
143 Specify the packet send rate <num>pps/B/kB/MB/GB/kbit/Mbit/Gbit/KiB/MiB/GiB units.
144 Like with the -t,--gap option, the packets are sent in slow mode.
146 .SS -S <size>, --ring-size <size>
147 Manually define the TX_RING resp. TX_RING size in ''<num>KiB/MiB/GiB''. On
148 default the size is being determined based on the network connectivity rate.
150 .SS -E <uint>, --seed <uint>
151 Manually set the seed for pseudo random number generator (PRNG) in trafgen. By
152 default, a random seed from /dev/urandom is used to feed glibc's PRNG. If that
153 fails, it falls back to the unix timestamp. It can be useful to set the seed
154 manually in order to be able to reproduce a trafgen session, e.g. after fuzz
155 testing.
157 .SS -u <uid>, --user <uid> resp. -g <gid>, --group <gid>
158 After ring setup, drop privileges to a non-root user/group combination.
160 .SS -H, --prio-high
161 Set this process as a high priority process in order to achieve a higher
162 scheduling rate resp. CPU time. This is however not the default setting, since
163 it could lead to starvation of other processes, for example low priority kernel
164 threads.
166 .SS -A, --no-sock-mem
167 Do not change systems default socket memory setting during testrun.
168 Default is to boost socket buffer memory during the test to:
170    /proc/sys/net/core/rmem_default:4194304
171    /proc/sys/net/core/wmem_default:4194304
172    /proc/sys/net/core/rmem_max:104857600
173    /proc/sys/net/core/wmem_max:104857600
175 .SS -Q, --notouch-irq
176 Do not reassign the NIC's IRQ CPU affinity settings.
178 .SS -q, --qdisc-path
179 Since Linux 3.14, the kernel supports a socket option PACKET_QDISC_BYPASS,
180 which trafgen enables by default.  This options disables the qdisc bypass,
181 and uses the normal send path through the kernel's qdisc (traffic control)
182 layer, which can be usefully for testing the qdisc path.
184 .SS -V, --verbose
185 Let trafgen be more talkative and let it print the parsed configuration and
186 some ring buffer statistics.
188 .SS -e, --example
189 Show a built-in packet configuration example. This might be a good starting
190 point for an initial packet configuration scenario.
192 .SS -C, --no-cpu-stats
193 Do not print CPU time statistics on exit.
195 .SS -v, --version
196 Show version information and exit.
198 .SS -h, --help
199 Show user help and exit.
201 .SH SYNTAX
203 trafgen's packet configuration syntax is fairly simple. The very basic things
204 one needs to know is that a configuration file is a simple plain text file
205 where packets are defined. It can contain one or more packets. Packets are
206 enclosed by opening '{' and closing '}' braces, for example:
208    { /* packet 1 content goes here ... */ }
209    { /* packet 2 content goes here ... */ }
211 Alternatively, packets can also be specified directly on the command line, using
212 the same syntax as used in the configuration files.
214 When trafgen is started using multiple CPUs (default), then each of those packets
215 will be scheduled for transmission on all CPUs by default. However, it is possible
216 to tell trafgen to schedule a packet only on a particular CPU:
218    cpu(1): { /* packet 1 content goes here ... */ }
219    cpu(2-3): { /* packet 2 content goes here ... */ }
221 Thus, in case we have a 4 core machine with CPU0-CPU3, packet 1 will be scheduled
222 only on CPU1, packet 2 on CPU2 and CPU3. When using trafgen with \-\-num option,
223 then these constraints will still be valid and the packet is fairly distributed
224 among those CPUs.
226 Packet content is delimited either by a comma or whitespace, or both:
228    { 0xca, 0xfe, 0xba 0xbe }
230 Packet content can be of the following:
232    hex bytes:   0xca, xff
233    decimal:     42
234    binary:      0b11110000, b11110000
235    octal:       011
236    character:   'a'
237    string:      "hello world"
238    shellcode:   "\\x31\\xdb\\x8d\\x43\\x17\\x99\\xcd\\x80\\x31\\xc9"
240 Thus, a quite useless packet configuration might look like this (one can verify
241 this when running this with trafgen in combination with \-V):
243    { 0xca, 42, 0b11110000, 011, 'a', "hello world",
244      "\\x31\\xdb\\x8d\\x43\\x17\\x99\\xcd\\x80\\x31\\xc9" }
246 There are a couple of helper functions in trafgen's language to make life easier
247 to write configurations:
249 .B i) Fill with garbage functions:
251    byte fill function:      fill(<content>, <times>): fill(0xca, 128)
252    compile-time random:     rnd(<times>): rnd(128), rnd()
253    runtime random numbers:  drnd(<times>): drnd(128), drnd()
254    compile-time counter:    seqinc(<start-val>, <increment>, <times>)
255                             seqdec(<start-val>, <decrement>, <times>)
256    runtime counter (1byte): dinc(<min-val>, <max-val>, <increment>)
257                             ddec(<min-val>, <max-val>, <decrement>)
259 .B ii) Checksum helper functions (packet offsets start with 0):
261    IP/ICMP checksum:        csumip/csumicmp(<off-from>, <off-to>)
262    UDP checksum:            csumudp(<off-iphdr>, <off-udpdr>)
263    TCP checksum:            csumtcp(<off-iphdr>, <off-tcphdr>)
264    UDP checksum (IPv6):     csumudp6(<off-ip6hdr>, <off-udpdr>)
265    TCP checksum (IPv6):     csumtcp6(<off-ip6hdr>, <off-tcphdr>)
267 .B iii) Multibyte functions, compile-time expression evaluation:
269    const8(<content>), c8(<content>), const16(<content>), c16(<content>),
270    const32(<content>), c32(<content>), const64(<content>), c64(<content>)
272    These functions write their result in network byte order into the packet
273 configuration, e.g. const16(0xaa) will result in ''00 aa''. Within c*()
274 functions, it is possible to do some arithmetics: -,+,*,/,%,&,|,<<,>>,^
275 E.g. const16((((1<<8)+0x32)|0b110)*2) will be evaluated to ''02 6c''.
277 .B iv) Protocol header functions:
278 .in +4
279 The protocol header functions allow to fill protocol header fields by
280 using following generic syntax:
282 .in +4
283 <proto>(<field>=<value>,<field2>=<value2>,...,<field3>,...)
284 .in -4
286 .in -4
287 .in +4
288 If a field is not specified, then a default value will be used (usually 0).
289 Protocol fields might be set in any order. However, the offset of the fields in
290 the resulting packet is according to the respective protocol.
292 Each field might be set with a function which generates field value at runtime by
293 increment or randomize it. For L3/L4 protocols the checksum is calculated automatically
294 if the field was changed dynamically by specified function.  The following field
295 functions are supported:
296 .in +4
298 .B dinc
299 - increment field value at runtime. By default increment step is '1'.
300 .B min
302 .B max
303 parameters are used to increment field only in the specified range, by default original
304 field value is used. If the field length is greater than 4 then last 4 bytes are
305 incremented only (useful for MAC and IPv6 addresses):
306 .in +4
308 <field> = dinc() | dinc(min, max) | dinc(min, max, step)
309 .in -4
311 .B drnd
312 - randomize field value at runtime.
313 .B min
315 .B max
316 parameters are used to randomize field only in the specified range:
317 .in +4
319 <field> = drnd() | drnd(min, max)
320 .in -4
322 Example of using dynamic functions:
325 .in +2
326     eth(saddr=aa:bb:cc:dd:ee:ff, saddr=dinc()),
327     ipv4(saddr=dinc()),
328     udp(sport=dinc(1, 13, 2), dport=drnd(80, 100))
329 .in -2
332 .in -4
335 Fields might be further manipulated with a function at a specific offset:
337 .in +4
338 <field>[<index>] | <field>[<index>:<length>]
340 .in +4
341 <index> - relative field offset with range 0..<field.len> - 1
343 <length> - length/size of the value which will be set; either 1, 2 or 4 bytes (default: 1)
344 .in -4
346 The <index> starts from the field's first byte in network order.
348 The syntax is similar to the one used in pcap filters (man pcap-filter) for
349 matching header field at a specified offset.
351 Examples of using field offset (showing the effect in a shortenet output from
352 netsniff-ng):
354 .in +4
355 1) trafgen -o lo --cpus 1 -n 3 '{ eth(da=11:22:33:44:55:66, da[0]=dinc()), tcp() }'
357 .in +4
358 [ Eth MAC (00:00:00:00:00:00 => 11:22:33:44:55:66)
360 [ Eth MAC (00:00:00:00:00:00 => 12:22:33:44:55:66)
362 [ Eth MAC (00:00:00:00:00:00 => 13:22:33:44:55:66)
363 .in -4
365 2) trafgen -o lo --cpus 1 -n 3 '{ ipv4(da=1.2.3.4, da[0]=dinc()), tcp() }'
367 .in +4
368 [ IPv4 Addr (127.0.0.1 => 1.2.3.4)
370 [ IPv4 Addr (127.0.0.1 => 2.2.3.4)
372 [ IPv4 Addr (127.0.0.1 => 3.2.3.4)
373 .in -4
375 .in -4
376 .in -4
379 All required lower layer headers will be filled automatically if they were not
380 specified by the user. The headers will be filled in the order they were
381 specified. Each header will be filled with some mimimum required set of fields.
382 .in -4
384 .in +4
385 Supported protocol headers:
387 .I Ethernet
389 .B eth(da=<mac>, sa=<mac>, type=<number>)
391 .in +4
392 .B da|daddr
393 - Destination MAC address (default: 00:00:00:00:00:00)
395 .B sa|saddr
396 - Source MAC address (default: device MAC address)
398 .B etype|type|prot|proto
399 - Ethernet type (default: 0)
400 .in -4
403 .I PAUSE (IEEE 802.3X)
405 .B pause(code=<number>, time=<number>)
407 .in +4
408 .B code
409 - MAC Control opcode (default: 0x0001)
411 .B time
412 - Pause time (default: 0)
414 By default Ethernet header is added with a fields:
415 .in +4
417 Ethernet type - 0x8808
419 Destination MAC address - 01:80:C2:00:00:01
420 .in -4
422 .in -4
425 .I PFC
427 .B pfc(pri|prio(<number>)=<number>, time(<number>)=<number>)
429 .in +4
430 .B code
431 - MAC Control opcode (default: 0x0101)
433 .B pri|prio
434 - Priority enable vector (default: 0)
436 .B pri|prio(<number>)
437 - Enable/disable (0 - disable, 1 - enable) pause for priority <number> (default: 0)
439 .B time(<number>)
440 - Set pause time for priority <number> (default: 0)
442 By default Ethernet header is added with a fields:
443 .in +4
445 Ethernet type - 0x8808
447 Destination MAC address - 01:80:C2:00:00:01
448 .in -4
450 .in -4
451 .I VLAN
453 .B vlan(tpid=<number>, id=<number>, dei=<number>, tci=<number>, pcp=<number>, 1q, 1ad)
455 .in +4
456 .B tpid|prot|proto
457 - Tag Protocol Identifier (TPID) (default: 0x8100)
459 .B tci
460 - Tag Control Information (TCI) field (VLAN Id + PCP + DEI) (default: 0)
462 .B dei|cfi
463 - Drop Eligible Indicator (DEI), formerly Canonical Format Indicator (CFI) (default: 0)
465 .B pcp
466 - Priority code point (PCP) (default: 0)
468 .B id
469 - VLAN Identifier (default: 0)
471 .B 1q
472 - Set 802.1q header (TPID: 0x8100)
474 .B 1ad
475 - Set 802.1ad header (TPID: 0x88a8)
477 .in -4
478 By default, if the lower level header is Ethernet, its EtherType is set to
479 0x8100 (802.1q).
482 .I MPLS
484 .B mpls(label=<number>, tc|exp=<number>, last=<number>, ttl=<number>)
486 .in +4
487 .B label|lbl
488 - MPLS label value (default: 0)
490 .B tclass|tc|exp
491 - Traffic Class for QoS field (default: 0)
493 .B last
494 - Bottom of stack S-flag (default: 1 for most last label)
496 .B ttl
497 - Time To Live (TTL) (default: 0)
499 .in -4
500 By default, if the lower level header is Ethernet, its EtherType is set to
501 0x8847 (MPLS Unicast). S-flag is set automatically to 1 for the last label and
502 resets to 0 if the lower MPLS label was added after.
505 .I ARP
507 .B arp(htype=<number>, ptype=<number>, op=<request|reply|number>, request,
508 .B reply, smac=<mac>, sip=<ip4_addr>, tmac=<mac>, tip=<ip4_addr>)
510 .in +4
511 .B htype
512 - ARP hardware type (default: 1 [Ethernet])
514 .B ptype
515 - ARP protocol type (default: 0x0800 [IPv4])
517 .B op
518 - ARP operation type (request/reply) (default: request)
520 .B req|request
521 - ARP Request operation type
523 .B reply
524 - ARP Reply operation type
526 .B smac|sha
527 - Sender hardware (MAC) address (default: device MAC address)
529 .B sip|spa
530 - Sender protocol (IPv4) address (default: device IPv4 address)
532 .B tmac|tha
533 - Target hardware (MAC) address (default: 00:00:00:00:00:00)
535 .B tip|tpa
536 - Target protocol (IPv4) address (default: device IPv4 address)
537 .in -4
539 By default, the ARP operation field is set to request and the Ethernet
540 destination MAC address is set to the broadcast address (ff:ff:ff:ff:ff:ff).
542 .I IPv4
544 .B ip4|ipv4(ihl=<number>, ver=<number>, len=<number>, csum=<number>,
545 .B ttl=<number>, tos=<number>, dscp=<number>, ecn=<number>,
546 .in +16
547 .B id=<number>, flags=<number>, frag=<number>, df, mf, da=<ip4_addr>, sa=<ip4_addr>,
548 .B prot[o]=<number>)
549 .in -16
551 .in +4
552 .B ver|version
553 - Version field (default: 4)
555 .B ihl
556 - Header length in number of 32-bit words (default: 5)
558 .B tos
559 - Type of Service (ToS) field (default: 0)
561 .B dscp
562 - Differentiated Services Code Point (DSCP, DiffServ) field (default: 0)
564 .B ecn
565 - Explicit Congestion Notification (ECN) field (default: 0)
567 .B len|length
568 - Total length of header and payload (calculated by default)
570 .B id
571 - IPv4 datagram identification (default: 0)
573 .B flags
574 - IPv4 flags value (DF, MF) (default: 0)
576 .B df
577 - Don't fragment (DF) flag (default: 0)
579 .B mf
580 - More fragments (MF) flag (default: 0)
582 .B frag
583 - Fragment offset field in number of 8 byte blocks (default: 0)
585 .B ttl
586 - Time to live (TTL) field (default: 0)
588 .B csum
589 - Header checksum (calculated by default)
591 .B sa|saddr
592 - Source IPv4 address (default: device IPv4 address)
594 .B da|daddr
595 - Destination IPv4 address (default: 0.0.0.0)
597 .B prot|proto
598 - IPv4 protocol number (default: 0)
599 .in -4
601 By default, if the lower level header is Ethernet, its EtherType field is set to
602 0x0800 (IPv4). If the lower level header is IPv4, its protocol field is set to
603 0x4 (IP-in-IP).
605 .I IPv6
607 .B ip6|ipv6(ver=<number>, class=<number>, flow=<number> len=<number>,
608 .B nexthdr=<number>, hoplimit=<number>,
609 .in +16
610 .B da=<ip6_addr>, sa=<ip6_addr>)
611 .in -16
613 .in +4
614 .B ver|version
615 - Version field (default: 6)
617 .B tc|tclass
618 - Traffic class (default: 0)
620 .B fl|flow
621 - Flow label (default: 0)
623 .B len|length
624 - Payload length (calculated by default)
626 .B nh|nexthdr
627 - Type of next header, i.e. transport layer protocol number (default: 0)
629 .B hl|hoplimit|ttl
630 - Hop limit, i.e. time to live (default: 0)
632 .B sa|saddr
633 - Source IPv6 address (default: device IPv6 address)
635 .B da|daddr
636 - Destination IPv6 address (default: 0:0:0:0:0:0:0:0)
637 .in -4
639 By default, if the lower level header is Ethernet, its EtherType field is set to
640 0x86DD (IPv6).
642 .I ICMPv4
644 .B icmp4|icmpv4(type=<number>, code=<number>, echorequest, echoreply,
645 .B csum=<number>, mtu=<number>, seq=<number>, id=<number>, addr=<ip4_addr>)
647 .in +4
648 .B type
649 - Message type (default: 0 - Echo reply)
651 .B code
652 - Message code (default: 0)
654 .B echorequest
655 - ICMPv4 echo (ping) request (type: 8, code: 0)
657 .B echoreply
658 - ICMPv4 echo (ping) reply (type: 0, code: 0)
660 .B csum
661 - Checksum of ICMPv4 header and payload (calculated by default)
663 .B mtu
664 - Next-hop MTU field used in 'Datagram is too big' message type (default; 0)
666 .B seq
667 - Sequence number used in Echo/Timestamp/Address mask messages (default: 0)
669 .B id
670 - Identifier used in Echo/Timestamp/Address mask messages (default: 0)
672 .B addr
673 - IPv4 address used in Redirect messages (default: 0.0.0.0)
675 .in -4
676 Example ICMP echo request (ping):
677 .in +4
679 { icmpv4(echorequest, seq=1, id=1326) }
680 .in -4
682 .I ICMPv6
684 .B icmp6|icmpv6(type=<number>, echorequest, echoreply, code=<number>,
685 .B csum=<number>)
687 .in +4
688 .B type
689 - Message type (default: 0)
691 .B code
692 - Code (default: 0)
694 .B echorequest
695 - ICMPv6 echo (ping) request
697 .B echoreply
698 - ICMPv6 echo (ping) reply
700 .B csum
701 - Message checksum (calculated by default)
702 .in -4
704 By default, if the lower level header is IPv6, its Next Header field is set to
705 58 (ICMPv6).
707 .I UDP
709 .B udp(sp=<number>, dp=<number>, len=<number>, csum=<number>)
711 .in +4
712 .B sp|sport
713 - Source port (default: 0)
715 .B dp|dport
716 - Destination port (default: 0)
718 .B len|length
719 - Length of UDP header and data (calculated by default)
721 .B csum
722 - Checksum field over IPv4 pseudo header (calculated by default)
724 .in -4
725 By default, if the lower level header is IPv4, its protocol field is set to
726 0x11 (UDP).
728 .I TCP
730 .B tcp(sp=<number>, dp=<number>, seq=<number>, aseq|ackseq=<number>, doff|hlen=<number>,
731 .B cwr, ece|ecn, urg, ack, psh, rst, syn, fin, win|window=<number>, csum=<number>,
732 .B urgptr=<number>)
734 .in +4
735 .B sp|sport
736 - Source port (default: 0)
738 .B dp|dport
739 - Destination port (default: 0)
741 .B seq
742 - Sequence number (default: 0)
744 .B aseq|ackseq
745 - Acknowledgement number (default: 0)
747 .B doff|hlen
748 - Header size (data offset) in number of 32-bit words (default: 5)
750 .B cwr
751 - Congestion Window Reduced (CWR) flag (default: 0)
753 .B ece|ecn
754 - ECN-Echo (ECE) flag (default: 0)
756 .B urg
757 - Urgent flag (default: 0)
759 .B ack
760 - Acknowledgement flag (default: 0)
762 .B psh
763 - Push flag (default: 0)
765 .B rst
766 - Reset flag (default: 0)
768 .B syn
769 - Synchronize flag (default: 0)
771 .B fin
772 - Finish flag (default: 0)
774 .B win|window
775 - Receive window size (default: 0)
777 .B csum
778 - Checksum field over IPv4 pseudo header (calculated by default)
780 .B urgptr
781 - Urgent pointer (default: 0)
783 .in -4
784 By default, if the lower level header is IPv4, its protocol field is set to
785 0x6 (TCP).
787 Simple example of a UDP Echo packet:
789 .in +5
790    {
791      eth(da=11:22:33:44:55:66),
792      ipv4(daddr=1.2.3.4)
793      udp(dp=7),
794      "Hello world"
795    }
796 .in -5
798 Furthermore, there are two types of comments in trafgen configuration files:
800   1. Multi-line C-style comments:        /* put comment here */
801   2. Single-line Shell-style comments:   #  put comment here
803 Next to all of this, a configuration can be passed through the C preprocessor
804 before the trafgen compiler gets to see it with option \-\-cpp. To give you a
805 taste of a more advanced example, run ''trafgen \-e'', fields are commented:
807    /* Note: dynamic elements make trafgen slower! */
808    #include <stddef.h>
810    {
811      /* MAC Destination */
812      fill(0xff, ETH_ALEN),
813      /* MAC Source */
814      0x00, 0x02, 0xb3, drnd(3),
815      /* IPv4 Protocol */
816      c16(ETH_P_IP),
817      /* IPv4 Version, IHL, TOS */
818      0b01000101, 0,
819      /* IPv4 Total Len */
820      c16(59),
821      /* IPv4 Ident */
822      drnd(2),
823      /* IPv4 Flags, Frag Off */
824      0b01000000, 0,
825      /* IPv4 TTL */
826      64,
827      /* Proto TCP */
828      0x06,
829      /* IPv4 Checksum (IP header from, to) */
830      csumip(14, 33),
831      /* Source IP */
832      drnd(4),
833      /* Dest IP */
834      drnd(4),
835      /* TCP Source Port */
836      drnd(2),
837      /* TCP Dest Port */
838      c16(80),
839      /* TCP Sequence Number */
840      drnd(4),
841      /* TCP Ackn. Number */
842      c32(0),
843      /* TCP Header length + TCP SYN/ECN Flag */
844      c16((8 << 12) | TCP_FLAG_SYN | TCP_FLAG_ECE)
845      /* Window Size */
846      c16(16),
847      /* TCP Checksum (offset IP, offset TCP) */
848      csumtcp(14, 34),
849      /* TCP Options */
850      0x00, 0x00, 0x01, 0x01, 0x08, 0x0a, 0x06,
851      0x91, 0x68, 0x7d, 0x06, 0x91, 0x68, 0x6f,
852      /* Data blob */
853      "gotcha!",
854    }
856 Another real-world example by Jesper Dangaard Brouer [1]:
858    {
859      # --- ethernet header ---
860      0x00, 0x1b, 0x21, 0x3c, 0x9d, 0xf8,  # mac destination
861      0x90, 0xe2, 0xba, 0x0a, 0x56, 0xb4,  # mac source
862      const16(0x0800), # protocol
863      # --- ip header ---
864      # ipv4 version (4-bit) + ihl (4-bit), tos
865      0b01000101, 0,
866      # ipv4 total len
867      const16(40),
868      # id (note: runtime dynamic random)
869      drnd(2),
870      # ipv4 3-bit flags + 13-bit fragment offset
871      # 001 = more fragments
872      0b00100000, 0,
873      64, # ttl
874      17, # proto udp
875      # dynamic ip checksum (note: offsets are zero indexed)
876      csumip(14, 33),
877      192, 168, 51, 1, # source ip
878      192, 168, 51, 2, # dest ip
879      # --- udp header ---
880      # as this is a fragment the below stuff does not matter too much
881      const16(48054), # src port
882      const16(43514), # dst port
883      const16(20),    # udp length
884      # udp checksum can be dyn calc via csumudp(offset ip, offset tcp)
885      # which is csumudp(14, 34), but for udp its allowed to be zero
886      const16(0),
887      # payload
888      'A',  fill(0x41, 11),
889    }
891    [1] https://marc.info/?l=linux-netdev&m=135903630614184
893 The above example rewritten using the header generation functions:
895    {
896      # --- ethernet header ---
897      eth(da=00:1b:21:3c:9d:f8, da=90:e2:ba:0a:56:b4)
898      # --- ip header ---
899      ipv4(id=drnd(), mf, ttl=64, sa=192.168.51.1, da=192.168.51.2)
900      # --- udp header ---
901      udp(sport=48054, dport=43514, csum=0)
902      # payload
903      'A',  fill(0x41, 11),
904    }
906 .SH USAGE EXAMPLE
908 .SS trafgen --dev eth0 --conf trafgen.cfg
909 This is the most simple and, probably, the most common use of trafgen. It
910 will generate traffic defined in the configuration file ''trafgen.cfg'' and
911 transmit this via the ''eth0'' networking device. All online CPUs are used.
913 .SS trafgen -e | trafgen -i - -o lo --cpp -n 1
914 This is an example where we send one packet of the built-in example through
915 the loopback device. The example configuration is passed via stdin and also
916 through the C preprocessor before trafgen's packet compiler will see it.
918 .SS trafgen --dev eth0 --conf fuzzing.cfg --smoke-test 10.0.0.1
919 Read the ''fuzzing.cfg'' packet configuration file (which contains drnd()
920 calls) and send out the generated packets to the ''eth0'' device. After each
921 sent packet, ping probe the attacked host with address 10.0.0.1 to check if
922 it's still alive. This also means, that we utilize 1 CPU only, and do not
923 use the TX_RING, but sendto(2) packet I/O due to ''slow mode''.
925 .SS trafgen --dev wlan0 --rfraw --conf beacon-test.txf -V --cpus 2
926 As an output device ''wlan0'' is used and put into monitoring mode, thus we
927 are going to transmit raw 802.11 frames through the air. Use the
928  ''beacon-test.txf'' configuration file, set trafgen into verbose mode and
929 use only 2 CPUs.
931 .SS trafgen --dev em1 --conf frag_dos.cfg --rand --gap 1000us
932 Use trafgen in sendto(2) mode instead of TX_RING mode and sleep after each
933 sent packet a static timegap for 1000us. Generate packets from ''frag_dos.cfg''
934 and select next packets to send randomly instead of a round-robin fashion.
935 The output device for packets is ''em1''.
937 .SS trafgen --dev eth0 --conf icmp.cfg --rand --num 1400000 -k1000
938 Send only 1400000 packets using the ''icmp.cfg'' configuration file and then
939 exit trafgen. Select packets randomly from that file for transmission and
940 send them out via ''eth0''. Also, trigger the kernel every 1000us for batching
941 the ring frames from user space (default is 10us).
943 .SS trafgen --dev eth0 --conf tcp_syn.cfg -u `id -u bob` -g `id -g bob`
944 Send out packets generated from the configuration file ''tcp_syn.cfg'' via
945 the ''eth0'' networking device. After setting up the ring for transmission,
946 drop credentials to the non-root user/group bob/bob.
948 .SS trafgen --dev eth0 '{ fill(0xff, 6), 0x00, 0x02, 0xb3, rnd(3), c16(0x0800), fill(0xca, 64) }' -n 1
949 Send out 1 invaid IPv4 packet built from command line to all hosts.
951 .SH NOTE
953 trafgen can saturate a Gigabit Ethernet link without problems. As always,
954 of course, this depends on your hardware as well. Not everywhere where it
955 says Gigabit Ethernet on the box, will you reach almost physical line rate!
956 Please also read the netsniff-ng(8) man page, section NOTE for further
957 details about tuning your system e.g. with tuned(8).
959 If you intend to use trafgen on a 10-Gbit/s Ethernet NIC, make sure you
960 are using a multiqueue tc(8) discipline, and make sure that the packets
961 you generate with trafgen will have a good distribution among tx_hashes
962 so that you'll actually make use of multiqueues.
964 For introducing bit errors, delays with random variation and more, there
965 is no built-in option in trafgen. Rather, one should reuse existing methods
966 for that which integrate nicely with trafgen, such as tc(8) with its
967 different disciplines, i.e. netem.
969 For more complex packet configurations, it is recommended to use high-level
970 scripting for generating trafgen packet configurations in a more automated
971 way, i.e. also to create different traffic distributions that are common for
972 industrial benchmarking:
974     Traffic model              Distribution
976     IMIX                       64:7,  570:4,  1518:1
977     Tolly                      64:55,  78:5,   576:17, 1518:23
978     Cisco                      64:7,  594:4,  1518:1
979     RPR Trimodal               64:60, 512:20, 1518:20
980     RPR Quadrimodal            64:50, 512:15, 1518:15, 9218:20
982 The low-level nature of trafgen makes trafgen rather protocol independent
983 and therefore useful in many scenarios when stress testing is needed, for
984 instance. However, if a traffic generator with higher level packet
985 descriptions is desired, netsniff-ng's mausezahn(8) can be of good use as
986 well.
988 For smoke/fuzz testing with trafgen, it is recommended to have a direct
989 link between the host you want to analyze (''victim'' machine) and the host
990 you run trafgen on (''attacker'' machine). If the ICMP reply from the victim
991 fails, we assume that probably its kernel crashed, thus we print the last
992 sent packet together with the seed and quit probing. It might be very unlikely
993 to find such a ping-of-death on modern Linux systems. However, there might
994 be a good chance to find it on some proprietary (e.g. embedded) systems or
995 buggy driver firmwares that are in the wild. Also, fuzz testing can be done
996 on raw 802.11 frames, of course. In case you find a ping-of-death, please
997 mention that you were using trafgen in your commit message of the fix!
999 .SH BUGS
1000 For old trafgen versions only, there could occur kernel crashes: we have fixed
1001 this bug in the mainline and stable kernels under commit 7f5c3e3a8 (''af_packet:
1002 remove BUG statement in tpacket_destruct_skb'') and also in trafgen.
1004 Probably the best is if you upgrade trafgen to the latest version.
1006 .SH LEGAL
1007 trafgen is licensed under the GNU GPL version 2.0.
1009 .SH HISTORY
1010 .B trafgen
1011 was originally written for the netsniff-ng toolkit by Daniel Borkmann. It
1012 is currently maintained by Tobias Klauser <tklauser@distanz.ch> and Daniel
1013 Borkmann <dborkma@tik.ee.ethz.ch>.
1015 .SH SEE ALSO
1016 .BR netsniff-ng (8),
1017 .BR mausezahn (8),
1018 .BR ifpps (8),
1019 .BR bpfc (8),
1020 .BR flowtop (8),
1021 .BR astraceroute (8),
1022 .BR curvetun (8)
1024 .SH AUTHOR
1025 Manpage was written by Daniel Borkmann.
1027 .SH COLOPHON
1028 This page is part of the Linux netsniff-ng toolkit project. A description of the project,
1029 and information about reporting bugs, can be found at http://netsniff-ng.org/.