wifi: don't autoconnect to networks that have never been successful
[NetworkManager.git] / TODO
1 So you're interested in hacking on NetworkManager?  Here's some cool
2 stuff you could do...
3
4 * Internet Connectivity Detection Enhancements
5
6 Current connectivity checking is global, while what we really want is to check
7 connectivity per-interface and update the global state based on the composite
8 of each device's state.  Unfortunately that requires two things:
9
10 1) latest libsoup and glib for using libsoup connection state signals, which
11    allow us to set socket options before the actual connection is made; here
12    we'd bind the socket to the specific IP address of the interface we're
13    using, and possibly set SO_BINDTODEVICE as well
14 2) setting /proc/sys/net/ipv4/conf/<iface>/rp_filter to "2" which tells the
15    kernel to route the incoming and outgoing packet properly even though the
16    interface may not have the necessary routes
17
18 The first is the largest obstacle, but ideally we implement this and enable it
19 when we have the required glib and libsoup versions available.  One other
20 complication is that this checking should be done during the
21 NM_DEVICE_STATE_IP_CHECK phase (along with other operations like WiFi hotspot
22 auto-login) while the current checks are done globally in nm-manager.c, so 
23 keeping both code paths might be complex.
24
25 But ideally, once the device has successfully gotten an IPv4 or IPv6 address, it
26 should enter the state NM_DEVICE_STATE_IP_CHECK, where a connectivity check is
27 started.  After the check returns, the device would set a property in
28 NMDevicePrivate to indicate whether Internet access was successful or not, and
29 advance to the NM_DEVICE_STATE_ACTIVATED state.
30
31 The NMManager object, when determining the overall NM_STATE_* state in the
32 nm_manager_update_state() function, would query this property and set
33 NM_STATE_CONNECTED_LOCAL, NM_STATE_CONNECTED_SITE, or NM_STATE_CONNECTED_GLOBAL
34 based on it and the device's state.
35
36
37 * Real Access Point mode support
38
39 Now that NetworkManager requires wpa_supplicant 0.7.x or later, we can add
40 full Access Point (AP) mode support.  NetworkManager currently implements
41 connection sharing via AdHoc mode support, which has some limitations.  Instead,
42 we should check whether the wifi device supports AP mode, and if so, use
43 that mode instead.  wpa_supplicant has support for a "lightweight AP" mode which
44 we should use.  Witold Sowa started this support a while ago and wrote the new
45 D-Bus API for wpa_supplicant that makes all this possible, but some NM pieces
46 are still missing.  If the wifi driver supports AP mode, then in
47 src/supplicant-manager/ NM should send an AP-mode config instead of sending
48 the adhoc config.
49
50 Note that some devices (airo, ipw2100, ipw2200, iwl3945, iwl4965, atmel, zd1201)
51 will never support AP mode due to firmware limitations, so we clearly must still
52 provide Ad-Hoc connection sharing support for those devices and switch between
53 Ad-Hoc and AP mode depending on device capabilities.
54
55
56 * Implement NM_DEVICE_STATE_DISCONNECTING
57
58 To allow for "pre-down" scenarios, this state should be implemented before a
59 device is taken down while it still has connectivity.  If the device is
60 taken down because it's ethernet carrier was dropped, or because the WiFi
61 connection was terminated by the supplicant, this state is pointless and should
62 be skipped.  But if the user requested a manual "disconnect", or NM is dropping
63 connections on exit, etc, then this state should be entered.  In the future
64 this state should hook into a new dispatcher action in src/NetworkManagerUtils.c
65 to exectue dispatcher scripts during the disconnection, and to wait a limited
66 amount of time for each script to complete before allowing the device to
67 proceed to the NM_DEVICE_STATE_DISCONNECTED state, fully implementing pre-down.
68
69
70 * Ethernet Network Auto-detection
71
72 There are various methods we can use to autodetect which wired network connection
73 to use if the user connects to more than one wired network on a frequent basis.
74 First, 802.1x enterprise switches broadcast frames which can be used to indicate
75 that the switch supports 802.1x and thus allow NetworkManager to select an
76 802.1x connection instead of blindly trying DHCP.  Second, NetworkManager could
77 listen for traffic from a list of MAC addresses.  Third, NetworkManager could
78 integrate 'arping' functionality to determine if a given IP address matches a
79 given MAC address, and thus automatically select that connection.  All these
80 methods can co-exist and be used in parallel.
81
82 One small caveat is that MAC addresses are trivial to spoof, so just because
83 NetworkManager has discovered a certain MAC address does not mean the network
84 is authenticated; only 802.1x security can assure that a network is the network
85 the user expects it to be.
86
87 In any case, a new 'anchor-addresses' property of type string-array should be
88 added to the NMSettingWired setting.  Each string element of this property
89 should be of the format "<ip>/<mac>" or simply "<mac>".  The first format with
90 an IP address would indicate that "arping"-type behavior should be used to
91 actively detect the given MAC address; obviously if the given MAC address is
92 used for passive discovery as well.  The second format simply lists a MAC
93 address to passively listen for.
94
95 One drawback of listening or probing for known MAC addresses is an increase in
96 latency during connections to ethernet networks.  The probing/listening delay
97 should be a reasonable amount of time, like 4 - 5 seconds or so, and should
98 only be used when a visible connection has anchor addresses.
99
100 Next a gboolean 'anchor-probing' variable should be added to the
101 NMDeviceEthernetPrivate structure in src/nm-device-ethernet.c.  This variable
102 should be set to TRUE whenever the device's carrier turns on *and* there are
103 visible NMConnections with anchor addresses (ie, connections which are system-
104 wide or where one of the allowed users of that connection is logged in).  Then
105 probing and listening are started, which involves opening a low-level socket
106 on the interface and starting the arping run or listening for MAC addresses.
107 A timer is also started (don't forget to cache the timer's source ID in the
108 NMDeviceEthernetPrivate data, and to cancel the timer whenever the device
109 transitions to any state other than DISCONNECTED).
110
111 If a known MAC address is discovered as a result of probing or listening, the
112 probe/listen socket, timeout, and data are cleaned up, and NetworkManager
113 would begin activation of the NMConnection that specified the found MAC address
114 in the 'anchor-addresses' property.  If two or more connections specify the
115 same MAC address, the connection with the most recent timestamp should be
116 preferred.
117
118 Similarly, if the probing/listening process detects 802.1x frames the device
119 should be marked as requring 802.1x authentication until the carrier drops.
120 This would be accomplished by adding a new property to the NMDeviceEthernet
121 object and exporting that property through the
122 introspection/nm-device-ethernet.xml file.  This would allow clients like
123 applets to ensure that users are aware that the device will not allow
124 un-authenticated connections and that additional credentials are required to
125 successfully connect to this network.
126
127
128 * VPN re-connect (bgo #349151)
129
130 NM should remember whether a VPN was connected if a connection disconnects
131 (like WiFi drops out or short carrier drop) or if the laptop goes to sleep.
132 Upon reconnect, if the same Connection is again active, the previously
133 connected VPN should be activated again as well.  Basically, don't just drop
134 the VPN because WiFi choked for 10 seconds, but reconnect the VPN if it was
135 connected before the drop.
136
137
138 * VPN autoconnect (bgo #560471)
139
140 We should add a property to the NMSettingConnection object in
141 libnm-util/nm-setting-connection.c called "vpns" that is a string list,
142 containing a list of Connection UUIDs that should be activated when the base
143 connection itself is activated.  This will allow a VPN connection to be
144 started every time another connection is started, so that if you choose you're
145 always on the VPN in your favorite coffee shop.
146
147 The NM_DEVICE_STATE_SECONDARIES state was added specifically for cases like
148 this.  Thus, after the base device has IP connectivity, but before it has
149 signaled that it's fully activated, the device should enter the SECONDARIES
150 state and kick off activation of the given VPN connection.  Only after this
151 VPN connection has successfully connected should the base device to the
152 NM_DEVICE_STATE_ACTIVATED state.
153
154
155 * VPN and IPv6
156
157 The internal VPN capability should support IPv6.  Essentially, the D-Bus
158 interface between NetworkManager and the VPN service daemons should be extended
159 with an IP6Config signal that passes up the IPv6 addressing and routing details
160 if the VPN daemon is IPv6 capable.  NM should then process those details like it
161 does with IPv4.  include/NetworkManagerVPN.h should be updated with key/value
162 pairs defining the various IPv6 attributes much like the IPv4 ones are defined.
163
164
165 * VPN IP Methods
166
167 Some VPNs (openvpn with TAP for example) require that DHCP is run on a
168 pseudo-ethernet device to obtain addressing information.  This is not currently
169 possible, but NM already has all the code for DHCP.  Thus, a new "method"
170 key should be defined in include/NetworkManagerVPN.h to allow for DHCP to
171 be performed if the VPN service daemon requests it in the IP4Config or IP6Config
172 signals.  A patch here:
173
174 http://cgit.freedesktop.org/NetworkManager/NetworkManager/commit/?h=vpn-ip-method
175
176 shows that.  In nm-vpn-connection.c, upon receipt of the D-Bus Ip4Config signal
177 from the VPN plugin, NetworkManager would inspect the "method" property of the
178 ip4 config dictionary.  If that property was present and set to "auto" then
179 DHCP would be started using the network interface returned in the dict.  The
180 nm_vpn_connection_ip4_config_get() function should be split up into two
181 functions, one containing the existing code for static configuration, and a
182 second for handling DHCP kickoff.  Minimal parsing of the response should be
183 handled in the newly reduced nm_vpn_connection_ip4_config_get() function.
184
185 To handle DHCP, the NMVPNConnectionPrivate structure should have two members
186 added:
187
188     NMDHCPManager *dhcp_manager;
189     NMDHCPClient  *dhcp4_client;
190
191 which would be initialized in the new DHCP handler code split off from
192 nm_vpn_connection_ip4_config_get().  These new members would be disposed of in
193 both vpn_cleanup() and dispose(), though remember to stop any ongoing DHCP
194 transaction when doing so (see dhcp4_cleanup() in nm-device.c for example code).
195 For basic code to start the DHCP transaction, see dhcp4_start() in nm-device.c
196 as well.  After calling nm_dhcp_manager_start_ip4() and connecting the signals
197 to monitor success and failure, the VPN IP4 config handler would simply return
198 without changing VPN state, unless a failure occurred.
199
200 Then, when the DHCP transaction succeeds, which we'd know by checking the
201 DHCP client state changes in the "state-changed" signal handler we attached to
202 the DHCP client object returned from nm_dhcp_manager_start_ip4(), the code
203 would retrieve the completed NMIP4Config object from the DHCP client using the
204 nm_dhcp_client_get_ip4_config() function, and then proceed to execute
205 essentially the bottom-half of the existing nm_vpn_connection_ip4_config_get()
206 function to merge that config with user overrides and apply it to the VPN
207 tunnel interface.  Other state changes from the DHCP client might trigger a
208 failure of the VPN connection, just like DHCP timeouts and lease-renewal
209 failures do for other devices (see dhcp_state_changed() in nm-device.c).
210
211
212 * VPN Service Daemon Secret Requests
213
214 In addition to NM asking the service daemons whether more secrets are required,
215 VPN service daemons (like nm-vpnc-service, nm-openvpn-service, etc) should be
216 able to ask NetworkManager to provide secrets during the connection attempt. To
217 do this, the plugin should advertise its ability to handle out-of-band secrets
218 in its .service file via the key 'async-secrets=true'.  NetworkManager would
219 check that key and if present activate the VPN as normal, but skip the explicit
220 NeedSecrets calls.
221
222 Instead, a new "SecretsRequired" signal would be added to
223 introspection/nm-vpn-plugin.xml (and corresponding helper code added to
224 libnm-glib/nm-vpn-plugin.c) that would be emitted when the plugin determined
225 that secrets were required.  This signal would have D-Bus signature of "sas"
226 for the arguments [ <s:uuid>, <as:secrets> ] with the <uuid> obviously being
227 the connection UUID, and <secrets> being an array of strings of plugin-specific
228 strings the plugin requires secrets for.  This array of strings would then be
229 passed as the "hints" parameter in nm-vpn-connection.c when secrets are
230 requested from agents in a subsequent nm_settings_connection_get_secrets() call.
231 At this time the agent code only allows one hint per request, so we may need to
232 extend that to allow more than one hint.
233
234 Thus when connecting if the plugin supported async secrets NetworkManager would
235 still request existing secrets (without interactivity) and send them to the
236 VPN service daemon in the Connect D-Bus method, then wait for the service daemon
237 to either request secrets asynchronously via the SecretsRequired signal or to
238 signal successful connection via the Ip4Config signal.
239
240 The vpnc plugin would need to be reworked to open a pipe to vpnc's stdout and
241 stdin file descriptors to capture any authentication messages, and to match
242 these messages to known secrets request strings.  When receiving one of these
243 strings the plugin would determine which secret was being requested and then
244 emit the SecretsRequired signal to NetworkManager.  This would also imply that
245 nm-vpnc-service exectutes vpnc with the "--xauth-inter" argument to enable
246 challenge-response and does not use the "--non-inter" flag which suppresses that
247 behavior.
248
249
250 * WPS
251
252 wpa_supplicant has support for WPS (Wifi Protected Setup, basically Bluetooth-
253 like PIN codes for setting up a wifi connection) and we should add support for
254 this to NetworkManager too.  APs that support WPS will say so in their beacon
255 IEs which are contained in the "WPA" and "RSN" properties of the BSS object
256 exported by the supplicant, and can be processed in src/nm-wifi-ap.c's
257 foreach_property_cb() function.  We should add some private fields to the
258 NMAccessPoint object (defined in nm-wifi-ap.c) to remember whether a specific
259 AP supports WPS and what WPS methods it supports, and expose that over D-Bus to
260 GUI clients as well.
261
262 There are two common WPS setup methods: PIN and button.  For PIN, the router
263 either displays a random PIN on an LCD or the router's web UI, or a static PIN
264 is printed on the router itself.  The user enters that PIN instead of a PSK
265 when connecting.  For the "button" method, the router has a physical button that
266 when pushed, allows any client to connect for a short period of time.
267
268 We'll then need to add some properties to the NMSettingWirelessSecurity setting
269 for the WPS PIN code so that when the user enters it through the GUI, it can
270 be passed back to NM.  And we'll need to figure out some mechanism for passing
271 back an indication that the user pushed the button on the router for the
272 pushbutton method.
273
274 When connecting to a new access point that supports WPS, the GUI client would
275 call the AddAndActivateConnection method and wait for NM to request secrets.
276 NM would determine that the AP supports WPS, and request WPS secrets from the
277 applet.  The applet would ask the user for a PIN, or to push the button on the
278 AP, instead of asking for a passphrase or PSK.  When the user has entered the
279 PIN or pushed the button, the applet returns this information to NM, which
280 proceeds with the connection.
281
282 NM sends the correct wpa_supplicant config for WPS to the supplicant, and waits
283 for the connection to occur.  WPS can only be used the *first* time, so after a
284 first successfull connection, NM must request the actual hexadecimal PSK from 
285 wpa_supplicant via D-Bus, and store that PSK in the connection, clear any WPS
286 PIN code from the connection, and save the connection to backing storage.
287
288 Any applet GUI should also allow the user to enter the PSK instead of completing
289 association using WPS, since quite a few routers out there are broken, or
290 because the user has no physical access to the router itself, but has been given
291 as passphrase/PSK instead.
292
293
294 * Proxies
295
296 HTTP and other proxies are per-connection configuration.  It's highly unlikely
297 that the same proxy you need to use at work is used at home or in a coffee shop.
298 Thus, it makes sense that which proxy settings to use should be updated when
299 network connections change.  NetworkManager is a perfect place to do this since
300 it tracks which network connections are active, and it already queries the
301 network for automatic proxy configuration via DHCP and WPAD.
302
303 We should add a new NMSetting subclass called NMSettingProxy that holds
304 necessary proxy configuration.  The properties of this setting should be a
305 superset of what is provided in the Firefox proxy configuration screen and the
306 various desktop environment proxy configuration tools like the GNOME Network
307 Proxy control panel; this should include at a minimum:
308
309   method: "auto", "manual", "none"
310   default-proxy: string
311   default-proxy-port: uint
312   default-always: boolean (use default proxy for all protocols)
313   ssl-proxy: string
314   ssl-proxy-port: uint
315   ftp-proxy: string
316   ftp-proxy-port: uint
317   socks-proxy: string
318   socks-proxy-port: uint
319   socks-version: uint, either 4 or 5
320   no-proxy-for: array of strings (things not to use the proxy for, ie ".foobar.com",
321                  "192.168.0.1/24", an IPv6 address, etc)
322   pac-url: string (URL of PAC file, overrides DHCP-provided WPAD value)
323   (FIXME: proxy authentication?  do we need separate user/pass properties for
324     each protocol type?  should NM handle proxy auth or should it be punted
325     to each application?)
326
327 After completing IP configuration but still during the NM_DEVICE_STATE_IP_CONFIG
328 activation stage, NetworkManager would merge the automatically supplied proxy
329 configuration (from DHCP's WPAD option) with user-provided overrides from the
330 NMSettingProxy and send the results to the system.  The 'default' connection's
331 proxy configuration would be preferred, so we'd have to update proxy
332 configuration from nm-policy.c the same time we update DNS information and the
333 default route.
334
335 The merged proxy configuration would then be sent to the system.  There is no
336 canonical proxy daemon in-use, so we should have plugins (if not separate
337 shared libraries, then certainly encapsulated source files that implement a
338 common glib GInterface or are subclasses of eg a parent NMProxyHandler class)
339 that handle different system proxy handlers.  Some of the proxy handlers are:
340
341   libproxy: need to figure out how it gets proxy info and have NM write merged
342              proxy config out to that location
343   pacrunner: a D-Bus enabled daemon, NM would call D-Bus methods of the
344                pacrunner service with the proxy information
345   GNOME/KDE: how do these desktop environments retrieve proxy configuration?
346
347
348 * Better Tablet/Mobile Behavior
349
350 There are a few components to this:
351
352 1) kernel driver and hardware capabilities: most mobile devices use periodic
353 background scanning to quickly determine whether a known SSID is available and
354 notify the connection manager to connect to it.  This typically requires special
355 capabilities and good powersave/sleep support from the WiFi kernel driver.
356 There is a background scanning API in nl80211, but we need to determine how many
357 SSIDs each driver allows for background scanning, and based on that number, give
358 the driver the most recent N SSIDs.  We still need to periodically wake the
359 device up and do a full scan just in case the user is near a known SSID that was
360 not in the N top recently used networks.  This is also beneficial to normal
361 desktop use-cases.
362
363 wpa_supplicant doesn't currently provide an explicit interface for sending SSIDs
364 to the driver for background scanning, but could simply send a list using
365 configured networks.  However, NM currently does not send *all* configured
366 connections' SSIDs to the supplicant, so that's something we should do first
367 to optimize connection times.  To do this, NM would need to order all networks
368 using the NM timestamp and convert that into a supplicant priority number, which
369 would need to be adjusted periodically when the timestamp was updated.  This
370 would involve tracking each network (exposed by the supplicant as a D-Bus
371 object) and making sure they were added, deleted, and updated when the backing
372 NMConnection objects changed.  One complication is that the supplicant
373 requires secrets for various network types when the network is added via D-Bus,
374 and NetworkManager might not have those secrets yet.  We may need to modify
375 the supplicant allow for *all* secrets (PSKs, WEP keys, etc) to be requested
376 on-demand, not just EAP secrets like 802.1x passwords.  We then need to fix
377 up the supplicant's D-Bus interface to actually send requests for secrets out
378 over D-Bus (like wpa_supplicant_eap_param_needed() does for the socket-based
379 control interface) and to handle the resulting reply from a D-Bus client like
380 wpa_supplicant_ctrl_iface_ctrl_rsp() does.
381
382 With the secrets request stuff and priority handling in place, wpa_supplicant
383 would control network selection and roaming (based on the priorities NM gave it
384 of course) instead of NetworkManager itself, and hopefully lead to a faster WiFi
385 connection process.
386
387 2) single-device-at-a-time with overlapping connections: this is also probably
388 the best route to go for desktop use-cases as well.  Instead of bringing all
389 available connections up, only bring up the "best" connection at any given
390 time based on the current priority list (which is rougly Ethernet > WiFi >
391 3G/Bluetooth/WiMAX).  However, to ensure seamless connectivity, when one
392 connection begins to degrade, the next-best connection should be started before
393 the current one is terminated, such that there is a small amount of overlap.
394 Consequently the same behavior should be used when a better connection becomes
395 available.  This behavior should be suspended when special connections like
396 Internet Connection Sharing ones are started, where clearly the priorities
397 are different (ie, for Mobile Hotspot 3G > WiFi).