<div dir="ltr"><div dir="ltr">I am testing disabling our use of ECMP as it is not strictly necessary and we are moving to a new platform anyway. Waiting for feedback from the customer to hear if this fixes the issue.<div><br></div><div>In any case, is it not recommended that users of anycast proxy packets that arrive at the wrong place? To avoid this kind of issue.</div><div><br></div><div>Regards,</div><div><br></div><div>Baldur</div><div><br></div></div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr" class="gmail_attr">On Wed, Nov 13, 2019 at 6:35 PM Todd Underwood <<a href="mailto:toddunder@gmail.com">toddunder@gmail.com</a>> wrote:<br></div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex"><div dir="ltr">as one of the authors of that talk, it definitely is "a thing", has been for years and years and years, and indeed, mostly works.<div><br></div><div>t</div></div><br><div class="gmail_quote"><div dir="ltr" class="gmail_attr">On Wed, Nov 13, 2019 at 12:18 PM Hunter Fuller <<a href="mailto:hf0002%2Bnanog@uah.edu" target="_blank">hf0002+nanog@uah.edu</a>> wrote:<br></div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px 0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex">It is certainly odd, but it's definitely a "thing."<br>
<br>
<a href="https://archive.nanog.org/meetings/nanog37/presentations/matt.levine.pdf" rel="noreferrer" target="_blank">https://archive.nanog.org/meetings/nanog37/presentations/matt.levine.pdf</a><br>
<br>
On Wed, Nov 13, 2019 at 10:24 AM Matt Corallo <<a href="mailto:nanog@as397444.net" target="_blank">nanog@as397444.net</a>> wrote:<br>
><br>
> This sounds like a bug on Cloudflare’s end (cause trying to do anycast TCP is... out of spec to say the least), not a bug in ECN/ECMP.<br>
><br>
> > On Nov 13, 2019, at 11:07, Toke Høiland-Jørgensen via NANOG <<a href="mailto:nanog@nanog.org" target="_blank">nanog@nanog.org</a>> wrote:<br>
> ><br>
> > <br>
> >><br>
> >> Hello<br>
> >><br>
> >> I have a customer that believes my network has a ECN problem. We do<br>
> >> not, we just move packets. But how do I prove it?<br>
> >><br>
> >> Is there a tool that checks for ECN trouble? Ideally something I could<br>
> >> run on the NLNOG Ring network.<br>
> >><br>
> >> I believe it likely that it is the destination that has the problem.<br>
> ><br>
> > Hi Baldur<br>
> ><br>
> > I believe I may be that customer :)<br>
> ><br>
> > First of all, thank you for looking into the issue! We've been having<br>
> > great fun over on the ecn-sane mailing list trying to figure out what's<br>
> > going on. I'll summarise below, but see this thread for the discussion<br>
> > and debugging details:<br>
> > <a href="https://lists.bufferbloat.net/pipermail/ecn-sane/2019-November/000527.html" rel="noreferrer" target="_blank">https://lists.bufferbloat.net/pipermail/ecn-sane/2019-November/000527.html</a><br>
> ><br>
> > The short version is that the problem appears to come from a combination<br>
> > of the ECMP routing in your network, and Cloudflare's heavy use of<br>
> > anycast. Specifically, a router in your network appears to be doing ECMP<br>
> > by hashing on the packet header, *including the ECN bits*. This breaks<br>
> > TCP connections with ECN because the TCP SYN (with no ECN bits set) end<br>
> > up taking a different path than the rest of the flow (which is marked as<br>
> > ECT(0)). When the destination is anycasted, this means that the data<br>
> > packets go to a different server than the SYN did. This second server<br>
> > doesn't recognise the connection, and so replies with a TCP RST. To fix<br>
> > this, simply exclude the ECN bits (or the whole TOS byte) from your<br>
> > router's ECMP hash.<br>
> ><br>
> > For a longer exposition, see below. You should be able to verify this<br>
> > from somewhere else in the network, but if there's anything else you<br>
> > want me to test, do let me know. Also, would you mind sharing the router<br>
> > make and model that does this? We're trying to collect real-world<br>
> > examples of network problems caused by ECN and this is definitely an<br>
> > interesting example.<br>
> ><br>
> > -Toke<br>
> ><br>
> ><br>
> ><br>
> > The long version:<br>
> ><br>
> > From my end I can see that I have two paths to Cloudflare; which is<br>
> > taken appears to be based on a hash of the packet header, as can be seen<br>
> > by varying the source port:<br>
> ><br>
> > $ traceroute -q 1 --sport=10000 104.24.125.13<br>
> > traceroute to 104.24.125.13 (104.24.125.13), 30 hops max, 60 byte packets<br>
> > 1  _gateway (10.42.3.1)  0.357 ms<br>
> > 2  <a href="http://albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk</a> (185.24.171.254)  4.707 ms<br>
> > 3  <a href="http://customer-185-24-168-46.ip4.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">customer-185-24-168-46.ip4.gigabit.dk</a> (185.24.168.46)  1.283 ms<br>
> > 4  <a href="http://te0-1-1-5.rcr21.cph01.atlas.cogentco.com" rel="noreferrer" target="_blank">te0-1-1-5.rcr21.cph01.atlas.cogentco.com</a> (149.6.137.49)  1.667 ms<br>
> > 5  <a href="http://netnod-ix-cph-blue-9000.cloudflare.com" rel="noreferrer" target="_blank">netnod-ix-cph-blue-9000.cloudflare.com</a> (212.237.192.246)  1.406 ms<br>
> > 6  104.24.125.13 (104.24.125.13)  1.322 ms<br>
> ><br>
> > $ traceroute -q 1 --sport=10001 104.24.125.13<br>
> > traceroute to 104.24.125.13 (104.24.125.13), 30 hops max, 60 byte packets<br>
> > 1  _gateway (10.42.3.1)  0.293 ms<br>
> > 2  <a href="http://albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk</a> (185.24.171.254)  3.430 ms<br>
> > 3  <a href="http://customer-185-24-168-38.ip4.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">customer-185-24-168-38.ip4.gigabit.dk</a> (185.24.168.38)  1.194 ms<br>
> > 4  <a href="http://10ge1-2.core1.cph1.he.net" rel="noreferrer" target="_blank">10ge1-2.core1.cph1.he.net</a> (216.66.83.101)  1.297 ms<br>
> > 5  <a href="http://be2306.ccr42.ham01.atlas.cogentco.com" rel="noreferrer" target="_blank">be2306.ccr42.ham01.atlas.cogentco.com</a> (130.117.3.237)  6.805 ms<br>
> > 6  149.6.142.130 (149.6.142.130)  6.925 ms<br>
> > 7  104.24.125.13 (104.24.125.13)  1.501 ms<br>
> ><br>
> ><br>
> > This is fine in itself. However, the problem stems from the fact that<br>
> > the ECN bits in the IP header are also included in the ECMP hash (-t<br>
> > sets the TOS byte; -t 1 ends up as ECT(0) on the wire and -t 2 is<br>
> > ECT(1)):<br>
> ><br>
> > $ traceroute -q 1 --sport=10000 104.24.125.13 -t 1<br>
> > traceroute to 104.24.125.13 (104.24.125.13), 30 hops max, 60 byte packets<br>
> > 1  _gateway (10.42.3.1)  0.336 ms<br>
> > 2  <a href="http://albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk</a> (185.24.171.254)  6.964 ms<br>
> > 3  <a href="http://customer-185-24-168-46.ip4.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">customer-185-24-168-46.ip4.gigabit.dk</a> (185.24.168.46)  1.056 ms<br>
> > 4  <a href="http://te0-1-1-5.rcr21.cph01.atlas.cogentco.com" rel="noreferrer" target="_blank">te0-1-1-5.rcr21.cph01.atlas.cogentco.com</a> (149.6.137.49)  1.512 ms<br>
> > 5  <a href="http://netnod-ix-cph-blue-9000.cloudflare.com" rel="noreferrer" target="_blank">netnod-ix-cph-blue-9000.cloudflare.com</a> (212.237.192.246)  1.313 ms<br>
> > 6  104.24.125.13 (104.24.125.13)  1.210 ms<br>
> ><br>
> > $ traceroute -q 1 --sport=10000 104.24.125.13 -t 2<br>
> > traceroute to 104.24.125.13 (104.24.125.13), 30 hops max, 60 byte packets<br>
> > 1  _gateway (10.42.3.1)  0.339 ms<br>
> > 2  <a href="http://albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">albertslund-edge1-lo.net.gigabit.dk</a> (185.24.171.254)  2.565 ms<br>
> > 3  <a href="http://customer-185-24-168-38.ip4.gigabit.dk" rel="noreferrer" target="_blank">customer-185-24-168-38.ip4.gigabit.dk</a> (185.24.168.38)  1.301 ms<br>
> > 4  <a href="http://10ge1-2.core1.cph1.he.net" rel="noreferrer" target="_blank">10ge1-2.core1.cph1.he.net</a> (216.66.83.101)  1.339 ms<br>
> > 5  <a href="http://be2306.ccr42.ham01.atlas.cogentco.com" rel="noreferrer" target="_blank">be2306.ccr42.ham01.atlas.cogentco.com</a> (130.117.3.237)  6.570 ms<br>
> > 6  149.6.142.130 (149.6.142.130)  6.888 ms<br>
> > 7  104.24.125.13 (104.24.125.13)  1.785 ms<br>
> ><br>
> ><br>
> > So why is this a problem? The TCP SYN packet first needs to negotiate<br>
> > ECN, so it is sent without any ECN bits set in the header; after<br>
> > negotiation succeeds, the data packets will be marked as ECT(0). But<br>
> > because that becomes part of the ECMP hash, those packets will take<br>
> > another path. And since the destination is anycasted, that means they<br>
> > will also end up at a different endpoint. This second endpoint won't<br>
> > recognise the connection, and reply with a TCP RST. This is clearly<br>
> > visible in tcpdump; notice the different TOS values, and that the RST<br>
> > packet has a different TTL than the SYN-ACK:<br>
> ><br>
> > 12:21:47.816359 IP (tos 0x0, ttl 64, id 25687, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 60)<br>
> >    10.42.3.130.34420 > 104.24.125.13.80: Flags [SEW], cksum 0xf2ff (incorrect -> 0x0853), seq 3345293502, win 64240, options [mss 1460,sackOK,TS val 4248691972 ecr 0,nop,wscale 7], length 0<br>
> > 12:21:47.823395 IP (tos 0x0, ttl 58, id 0, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 52)<br>
> >    104.24.125.13.80 > 10.42.3.130.34420: Flags [S.E], cksum 0x9f4a (correct), seq 1936951409, ack 3345293503, win 29200, options [mss 1400,nop,nop,sackOK,nop,wscale 10], length 0<br>
> > 12:21:47.823479 IP (tos 0x0, ttl 64, id 25688, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 40)<br>
> >    10.42.3.130.34420 > 104.24.125.13.80: Flags [.], cksum 0xf2eb (incorrect -> 0x503e), seq 1, ack 1, win 502, length 0<br>
> > 12:21:47.823665 IP (tos 0x2,ECT(0), ttl 64, id 25689, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 117)<br>
> >    10.42.3.130.34420 > 104.24.125.13.80: Flags [P.], cksum 0xf338 (incorrect -> 0xc1d4), seq 1:78, ack 1, win 502, length 77: HTTP, length: 77<br>
> >    GET / HTTP/1.1<br>
> >    Host: 104.24.125.13<br>
> >    User-Agent: curl/7.66.0<br>
> >    Accept: */*<br>
> ><br>
> > 12:21:47.825485 IP (tos 0x2,ECT(0), ttl 60, id 0, offset 0, flags [DF], proto TCP (6), length 40)<br>
> >    104.24.125.13.80 > 10.42.3.130.34420: Flags [R], cksum 0x3a65 (correct), seq 1936951410, win 0, length 0<br>
> ><br>
> ><br>
> > The fix is to stop hashing on the ECN bits when doing ECMP. You could<br>
> > keep hashing on the diffserv part of the TOS field if you want, but I<br>
> > think it would also be fine to just exclude the TOS field entirely from<br>
> > the hash.<br>
><br>
</blockquote></div>
</blockquote></div></div>