local_node: query client MBO support from hostapd

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>

ubus: derive RSSI from measurement report

Derive the RSSI of a measurement-report based on it's RCPI.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

main: disable probe steering by default

As probe steering only makes sense in specific deployments, it should be
disabled by default.

Update the example config to reflect this change.

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>
Acked-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

usteer: add option for probe steering

Probe suppression is mostly useful in high density deployments, where
all APs responding to all client probes would result in all channels
being saturated. It effectively hides APs from clients, and can cause
problems in normal density deployments.

Add an option for it, so it can be disabled.

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>
Acked-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: improve readability

Increasing ev.type by one for these event types works due to the order
of the elements in enum uevent_type, but makes the code harder to
understand and debug. Imagine seeing the following event log:

Mon Jun 27 22:08:43 2022 user.info usteer: usteer event=probe_req_deny node=hostapd.wl24-iot sta=e4:5f:01:00:92:b6 reason=better_candidate signal=-79 assoc=1 load=27 select_reason=signal remote=fe80::b2a7:b9ff:fecb:eeba#hostapd.wl24-iot remote_signal=-39 remote_assoc=13 remote_load=20

Trying to find probe_req_deny (UEV_PROBE_REQ_DENY) in the code will not
yield any useful results. Assigning the enum element to ev.type makes it
much easier to find where exactly the above log event comes from.

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>
Acked-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

main: disable load balancing by default

As load-balancing only makes sense in specific deployments, it should be
disabled by default.

Update the example config to reflect this change.

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>
Acked-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: allow disabling load balancing

Load-balancing only makes sense where multiple APs are deployed in the
same area. Enabling load-balancing between APs in different rooms might
steer clients to APs with a much lower signal strength, resulting in
lower data rates and inefficient use of airtime.

Allow disabling load balancing by setting the threshold to 0.

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>
Acked-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

usteer: Fix better candidate not being set in policy

The candidate is never set in this loop. Fix it by setting it
to the first valid entry.

Signed-off-by: Wojciech Dubowik <Wojciech.Dubowik@westermo.com>

usteer: drop usteer_ubus_notify_client_disassoc

This function is no longer used.

Signed-off-by: Stijn Tintel <stijn@linux-ipv6.be>
Acked-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: abort kick process for missing candidate

Don't continue the kick process in case no candidate is found.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: don't kick clients immediatly

The roam-kick-delay was not honored prior this patch. Because of this, a
client got kicked immediately.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: only send preferred candidate with transition request

Only send the preferred candidate with a BSS transition request.
Otherwise, unsuitable candidates might be included in the neighbor-list
of a transition request.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: periodically send link-measurement requests

Send link-measurement requests to every supporting local-sta in order to
acquire information to assess the link-quality bi-directional.

The link-measurement request is sent each configurable interval. It can
be disabled by configuring the interval to 0.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

measurement: add missing timeout-reset

If the timeout is not reset here, it will expire based on its initial
creation regardless whether it was updated in the meantime.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: handle received link-measurement reports

Store link-measurement reports received from STAs as measurements.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

measurement: generalize measurement handling

Generalize measurement handling in a way that RCPi and RSNI are stored
regardless of the specific measurement type. This allows us to handle
link-measurement reports the same way as we already handle
beacon-reports.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: enable link-measurement capability

Request hostap to enable the link-measurement capability in the BSS
beacons. Otherwise, STAs might reject link-measurement requests despite
being capable of performing such.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

usteer: expose STA link measurement capability

Indicate STA capability for handling link-measurement requests in
connected_clients output.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

band-steering: add band-steering component

This adds a new band-steering component to usteer.

With band-steering enabled, usteer will attempt to move clients with a
consistently good SNR / signal from 2.4 GHz to the 5 GHz band.

In contrast to existing policies usteer tracks, band-steering is
non-invasive and will not lead to forceful connection termination.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: add steer-reject-timeout

Add a timeout in case a STA rejected a transition request. For this
configurable timeframe, usteer will refrain from steering the client
another time.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: make roam-steers client-rejectable

While usteer tries it's best to determine the availability of a better
node for a certain client, it might still attempt to direct the client
to a unsuitable AP.

Transition away from using BSS-Transition-Requests with the
disassoc-imminent bit set and instead unset this bit.

This way, the client can inform the AP it will not transition to a
different BSS but instead wishes to remain connected to the current AP.

usteer will still kick clients in case they either accepted the
BSS-transition-request and do not roam or ignore the request completely.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: update roam-state after hard-kicks

This prevents the roam-sm being triggered for clients which will be
deassociated in the first place.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: move load-kick out of kick meta-function

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: skip neighbors which exceed their assoc limit

Don't add neighbors which can not be associated to due to their
max-assoc limit.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: export below_max_assoc

Export and rename below_max_assoc in preperation to use with
band-steering.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: make policy helpers more generic

Make the policy helpers generic in order to support client
measurements in the future.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

add local_mode config option

This prevents communication with other usteer nodes and allows it to be
used for purely local band steering / load balancing

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

usteer: track RRM and BSS-TM support per connection

BSS transition management as well as RRM capabilities have to be
considered not for the STA but per STA connection.

Most prominently, a STA might not support BSS-TM when connected without
PMF.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: add BSS-transition-management support

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: fetch bss-transition-management support

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: add supported beacon-measurement modes

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: convert kick-dely to absolute time

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

readme: add initial README

local-node: check correct field

This causes segfaults on OpenWrt 21.02 which is missing the op-class
field.

Reported-by: John Crispin <john@phrozen.org>
Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

gitignore: add .orig files

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: save latest bss-transition-response

Save the latest BSS-transition management response received from a STA.
This information can later be used to prevent kicking STAs when they
rejected a transition request.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: add get_connected_clients

Add a method to obtain local-host specific state data about usteers
internal logic for each connected STA.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: save beacon-reports

Add received beacon-reports from STAs to the measurement database.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

measurement: add handling of measurements

Add logic for saving measurement-reports from STAs.

This commit does not yet save the measurement-reports received from
clients but adds the necessary code to do so. Currently the codes can
only handle beacon-reports, but link measurements can be added to it in
the future.

It also adds the new config-key measurement_report_timeout which
controls how long measurements are saved upon they are received by a
STA.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

node: add methods to access nodes by bssid

Add methods which returns a given node for a provided BSSID. This is
required to retrieve the node object from information available with
a neighbor report.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: obtain channel + op-class

In order to send passive beacon-requests, channel and op-class of nodes
are required. Obtain this information per local-node from hostapd.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: add min_snr_kick_delay

Currently the min_snr option will result in kicking clients the first
time their SNR dips below.

This might not be desirable, as drivers (notably ath10k) sometimes
report a much lower RSSI for a short timeframe after returning to
sensible values. Also, a device might be in the process of roaming just
to be kicked before.

Add the min_snr_kick_delay option. A client will be kicked after this
timeframe when it's SNR is below the min_snr threshold value over the
complete timeframe.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: handle BSS transition queries

Make usteer handle incoming BSS-transition requests. Update with the
most active roaming neighbors like we already do for imminent
disassociations.

Create a new ubus method which calls hostapds bss_transition_request
method. This does not set the disassoc imminent bit, thus will not
automatically disassoc the requesting STA.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: don't track roam_scan_done

Don't determine a finished client scan based on whether the current node
has seen a beacon or not.

This works surprisingly bad on 5 GHz nodes, as clients may refuse to
perform active scanning on this frequency band. In case the clients does
refuse to scan the 5 GHz band but scans the 2.4 GHz band actively, we
might have a good indication about a better node on this band at least.

However, as the roam state-machine requires to have seen a probe request
from the client to direct him to a better node, thi process will not
continue, which either ends the node in being kicked due to exceeding
the number of max tries or the scan cooldown to kick in.

The solution to this is fairly simple: Don't track the roam_scan_done
state but instead just determine a better candidate after the scan
interval finished.

To ensure the indicated signal levels are as recent as 2 *
scan-interval, add a max_age parameter to find_better_candidate.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: fix incurrect handling of scan-requests with disabled timeout

The logic guarding entering of the SCAN state of the roam state-machine
was incorrect in case the scan-timeout was not enabled.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: add roam-scan timeout

Add an optional timeout when a better roaming candidate is not found
after the scan-retry limit. The roam state-machine will not retry
scanning before this timeout has expired.

If the timeout is set to 0, the client is kicked instead, which
resembles the behavior prior this commit.

This is added, as without this patch, if a forced disconnect
is not desired before roam_scan_trigger is exceeded the client will
repeatedly be asked to return active beacon-reports. For battery powered
clients this can result in a noticeable battery drain.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: don't select better candidate with bad signal

Don't select a node as a better candidate where a STA has insufficient
signal to. This is the case when the roam_trigger_snr is greater than
the projected signal of the client.

This stops clients from being selected to roam to a node where the
signal is not sufficient to maintain the connection. A selection might
otherwise happen e.g. due to better channel load on the remote node.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: export snr_to_signal to other source files

Export snr_to_signal to other source files. This will be necessary to
determine reported signal strengths from beacon-report throughout the
code base.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: only request beacon-report for current SSID

This reduces the return traffic from clients by only responding with
beacon reports for the current SSID.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

config: make remote_node_timeout configurable

The logic for customizing the remote_node_timeout config option was
missing. The default value of 10 could not be altered by a user.

Add the required logic and a short explanation of the config-option to
the default configuration.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: only select candidates with better load

When kicking clients due to high channel load, explicitly only select
new candidates in case their channel load is an improvement over the
current node.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

sta: uniform disconnect state handling

Logic for handling STA transition to disconnected state is
present multiple times. Create a new method to remove
duplicate code.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

sta: remove duplicate code

Move the sta frequency-seen logic to usteer_sta_info_update.

This method is called on every occurence the seen frequency
is set now, thus removing the duplicate code.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: remove redundant candidate evaluation

It is not necessary to check if the candidate is not considered
reverse-better, as this is already done inside is_better_candidate for
all relevant criteria.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: fix not selecting better candidate on request

A unset bitmask leads to the candidate selection always return no
candidate, even if there is one.

To select a better candidate regardless of it's classification, provide
a bitmask containing all selection criteria.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: skip current node for transition candidate list

Don't add the node the client is forced to leave as a potential
transition candidate.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

node: move roam-events to dedicated struct

Move the roam event counters to a dedicated struct.

Update the ubus output to represent this new organization.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

node: skip neighbors exceeding assoc-limit

When creating the list of neighbor reports, skip nodes which can't
handle additional STAs.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: set scan duration to roam scan interval

Some clients seem to ignore scan requests with unreasonably high
measurement durations. This was observed with a Google Pixel 4A as well
as a Xiaomi Mi 10T.

Advertise a scan duration which closely matches the roam scan-interval.
This triggers scans more reliably with the aformentioned devices.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: only select nodes with better signal when roaming

When determining a new node within the roam state machine, require the
destination node to have a better reported signal from the client.

Otherwise, the roam state machine might trigger a roam action for a
unsuitable destination node.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: don't request measurement from unsupported STAs

Don't request measurements from STAs which do not support the specific
measurement mode. Otherwise, hostapd complains in the syslog about
unsupported measurement modes.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: update STA RRM capabilites

Save the RRM capabilities of STAs when updating clients from hostapd.

This is required to determine which measurement modes a STA supports.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

node: determine roamability when selecting neighbors

Currently, the neighbor report list is sorted based on the total amount
of roam actions to and from the specific foreign nodes.

This does not take into account that nodes might not be created at the
same time. When a popular neighbor node reboots, it's roam actions are
reset and it's ranking might not recover for a long amount of time
depending on how long the local node is already running.

Change this shotcoming to take into account the timestamp at which a
node was created. This way, the ranking depends on the amount of roam
actions relative to the nodes uptime / seen-time.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

node: save created time for node

Save the timestamp of the node creation. This is required to optimize
the selection of most-roamed to neighbors relative to their creation
time.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: prioritize neighbor reports on bss transition

Apply the same logic for selecting the most relevant neighbors also when
sending transition requests to STAs.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: prioritize neighbor candidates

Prioritize neighbor candidates installed to hostapd. Add a new config
option to set a limit for neighbor reports installed to hostapd. This is
due to the fact, most devices will only evaluate a certain amount of
neighbor reports. Furthermore, the number of neighbor reports possible
is limited by the maximum frame size.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

node: keep track of roam-sources and roam-destinations

Keep track of STA journeys between multiple nodes. When a new STA is
reported from a foreign node, check whether this STA was previously
associated with a local node.

Vice versa, check upon association whether or not the STA was previously
associated with a foreign node.

Keep track of these roaming transactions using two new (local) fields of
the node struct.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

sta-info: add last_connected field

Add a last_connected field to the sta_info struct. This field can be
used to determine, if and when a client was last connected to a given
node. This way, other nodes can determine where a client roamed to or
from.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

remote: always re-schedule update timeout

This commit fixes updates not triggering due to a race-condition in
usteer.

When usteer does not yet have local-nodes when loading config, the
scheduled remote-update is not re-scheduled, leading to usteer only
exchanging node-messages on STA-events, leading to expiring remotes on
other remote nodes in low-event scenarios.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

remote: fix compilation with glibc

Fixes builds for the arc target.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

sta: schedule sta_info timeout on creation

The codes looks to have a race-condition, where disconnected sta_infos
are created without scheduling a timeout.

As sta_infos are not connected by default, schedule the timeout upon
sta_info creation.

Fixes spurious spamming of "Refuse to add an already expired station
entry" on remote nodes.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: fix channel for active probing

The IEEE802.11-2016 specification says:

[...] a Channel Number field value of 255 indicates a request
to make iterative measurements for all supported channels in the
current operating class listed in the latest AP Channel Report
received from the serving AP.

The problem with this is, no AP Channel report is sent to the STA with
the measurement request.

To scan the whole Operating class, a channel number of 0 is desired:

[...] Channel Number field value of 0 indicates a request to make
iterative measurements for all supported channels in the operating
class [...]

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

ubus: introduce enum for beacon measurement mode

This improves code readability.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: use correct reference signal

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

policy: avoid creating kick loop for client

When checking whether a client is allowed to associate to a node, the
lower ceiling for kicking clients was not taken into account when
assoc-steering is disabled.

The problem behind this is, that a configured lower barrier for
disassociating clients (kicking) would kick the client immediatly after
association. In the worst scenario the client immediatly associates
again to the station and ends up in a kick loop.

Don't allow associating when a min_snr is configured and the client
signal is below this value.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

sta: add sta_connection_state enum

Make the connection state of a sta-info more readable by introducing an
enum for the STA connection state.

Also switch come comparison cases to use the explicit enum values to
make the code more readable.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

remote: include node BSSID into messages

Add the node BSSID to messages exchanged between usteer hosts. This way,
a foreign node can determine the node reported by a STA using beacon
reports.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

usteer: add BSSID to node struct

Add the node BSSID to the usteer_node struct. This will be helpful in
the future when evaluating beacon reports from STAs.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

remote: fix memory leak on host removal

The host address is allocated on the heap, hence it has to be freed when
freeing the containing struct.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

remote: fix incorrect use of strcmp result

When checking if the hostaddresses match up, the result returned from
strcmp was incorrectly evaluated. strcmp returns 0 in case both strings
match.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

gitignore: add .patch files

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

gitignore: add vscode directory

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

contrib: add libpcap build dependency

Add a build dependency for libpcap, as it is required for the monitor
utility but not usteer itself. Use a build-dependency, as the monitor
utility executable is not packaged.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

local-node: don't read pointer after clear

The name pointer provided by ubus get's cleared after the first call to
ubus_register_subscriber in usteer_get_node. The leads to an incorrect
ifindex returned by if_nametoindex due to the 0 characters long string.

Work around this issue by reusing the interface name already stored in
the local node struct.

Fixes querying the wrong interface with netlink, resulting in incorrect
SSIDs used for the nodes.

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

usteer: add support for IPv6 remote exchange

This adds optional support for message exchange using IPv6 multicast
messaging. This has the ability for routers and switches between nodes
to route traffic between usteer nodes multicast-aware.

By default, IPv4 is used. IPv6 can be enabled by configuring the ipv6
option to 1.

Signed-off-by: Jan Braun <keksgesicht23@gmail.com>
[squash commits - adapt usock usage]
Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

remote: use port macro for destination port

Signed-off-by: David Bauer <mail@david-bauer.net>

main: add a command line option for dumping remote node data

Run for a given number of seconds and dump all found remote hosts/nodes as
JSON data

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

config: reduce remote node timeout to 10 update intervals

Even when there are network issues, we shouldn't keep stale data
around for so long

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

add support for defining global host info

Change the '*' in the node info update cmd to refer to host info instead

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

ubus: add support for getting a list of remote hosts

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

remote: track remote hosts as a separate data structure

Will be used to track host info

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

rename script_data to node_info

It's a more descriptive name, and we will have host_info later as well

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

rename a few functions in preparation for renaming script_data to node_info

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

ubus: add api for modifying node script data

This is replicated across nodes

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

ubus: display script data when dumping node info

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

config: check for empty ssid list

Without this check, an empty ssid list array results in a config with no nodes

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

openwrt: add missing config handling for event log types

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

make list of steering-enabled SSIDs configurable

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

openwrt: add documentation for uci options in the config file

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>

rework log handling

- make logging events more structured
- add fine grained control over log events
- make it possible to receive more detailed events via ubus

Signed-off-by: Felix Fietkau <nbd@nbd.name>