Het doel van dit project was:

Leren over DHCP op een IPv4-netwerk
Python leren (iets meer dan helemaal opnieuw 😉)
vervanging van servers DB2DHCP (mijn vork), origineel hier, dat steeds moeilijker te monteren wordt voor het nieuwe besturingssysteem. En ik vind het niet leuk dat het binair is en dat er geen manier is om ‘nu te veranderen’
het verkrijgen van een werkende DHCP-server met de mogelijkheid om het IP-adres van de abonnee te selecteren met behulp van de mac van de abonnee of de combinatie van mac+poort (optie 82)
nog een fiets schrijven (Oh! dit is mijn favoriete bezigheid)
opmerkingen ontvangen over je clubhandigheid op Habrahabr (of beter nog, een uitnodiging) 😉

Resultaat: het werkt 😉 Getest op FreeBSD en Ubuntu OS. Theoretisch gezien kan de code onder elk besturingssysteem werken, omdat Er lijken geen specifieke bindingen in de code te zitten.
Voorzichtig! Er komt nog veel meer.

Link naar repository voor amateurs "levend aanraken".

Het proces van installeren, configureren en gebruiken is het resultaat van "het bestuderen van de hardware" veel lager, en dan een beetje theorie over het DHCP-protocol. Voor mezelf. En voor de geschiedenis 😉

Een beetje theorie

Wat is DHCP

Dit is een netwerkprotocol waarmee een apparaat zijn IP-adres (en andere parameters zoals gateway, DNS, enz.) kan achterhalen van een DHCP-server. Pakketten worden uitgewisseld via het UDP-protocol. Het algemene werkingsprincipe van het apparaat bij het opvragen van netwerkparameters is als volgt:

Het apparaat (client) verzendt een UDP-broadcastverzoek (DHCPDISCOVER) door het netwerk met het verzoek "nou, iemand geef mij een IP-adres." Bovendien vindt het verzoek meestal (maar niet altijd) plaats vanaf poort 68 (bron) en is de bestemming poort 67 (bestemming). Sommige apparaten verzenden ook pakketten vanaf poort 67. Het MAC-adres van het clientapparaat is opgenomen in het DHCPDISCOVER-pakket.
Alle DHCP-servers die zich op het netwerk bevinden (en er kunnen er meerdere zijn) vormen een DHCPOFFER-aanbod met netwerkinstellingen voor het apparaat dat DHCPDISCOVER heeft verzonden, en zenden dit ook uit over het netwerk. Identificatie van voor wie dit pakket bedoeld is, is gebaseerd op het MAC-adres van de client dat eerder in het DHCPDISCOVER-verzoek is opgegeven.
De client accepteert pakketten met voorstellen voor netwerkinstellingen, selecteert de meest aantrekkelijke (de criteria kunnen verschillen, bijvoorbeeld het tijdstip van pakketbezorging, het aantal tussenliggende routes) en doet een "officieel verzoek" DHCPREQUEST met de netwerkinstellingen van de DHCP-server die hij leuk vindt. In dit geval gaat het pakket naar een specifieke DHCP-server.
De server die de DHCPREQUEST heeft ontvangen, verzendt een pakket in DHCPACK-formaat, waarin opnieuw de netwerkinstellingen worden vermeld die bedoeld zijn voor deze client

Daarnaast zijn er DHCPINFORM-pakketten die afkomstig zijn van de client en die tot doel hebben de DHCP-server te informeren dat de “client leeft” en de uitgegeven netwerkinstellingen gebruikt. In de implementatie van deze server worden deze pakketten genegeerd.

Pakketformaat

Over het algemeen ziet een Ethernet-pakketframe er ongeveer zo uit:

In ons geval beschouwen we alleen de gegevens rechtstreeks uit de inhoud van het UDP-pakket, zonder OSI-laagprotocolheaders, namelijk de DHCP-structuur:

DHCPONTDEK

Het proces voor het verkrijgen van een IP-adres voor een apparaat begint dus met het verzenden van een broadcastverzoek van poort 68 naar 255.255.255.255:67 door de DHCP-client. In dit pakket bevat de client zijn MAC-adres en wat hij precies wil ontvangen van de DHCP-server. De pakketstructuur wordt beschreven in de onderstaande tabel.

DHCPDISCOVER-pakketstructuurtabel

Positie in het pakket
Waardenaam
Voorbeeld
idee
byte
Verduidelijking

1
Opstartverzoek
1
Hex
1
Berichttype. 1 - verzoek van client naar server, 2 - reactie van server naar client

2
Hardwaretype:
1
Hex
1
Type hardwareadres, in dit protocol 1 - MAC

3
Lengte van hardwareadressen
6
Hex
1
Lengte van het MAC-adres van het apparaat

4
Hop
1
Hex
1
Aantal tussenroutes

5
Transactie ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unieke transactie-ID. Gegenereerd door de client aan het begin van een aanvraagbewerking

7
De tweede is verstreken
0
Hex
4
Tijd in seconden vanaf het begin van het verkrijgen van een adres

9
Bootvlaggen
0
Hex
2
Bepaalde vlaggen die kunnen worden ingesteld om protocolparameters aan te geven

11
IP-adres van de klant
0.0.0.0
rij
4
IP-adres van client (indien aanwezig)

15
Het IP-adres van uw klant
0.0.0.0
rij
4
IP-adres aangeboden door de server (indien beschikbaar)

19
IP-adres van de volgende server
0.0.0.0
rij
4
Server IP-adres (indien bekend)

23
IP-adres van de relay-agent
172.16.114.41
rij
4
IP-adres van de relay-agent (bijvoorbeeld een switch)

27
MAC-adres van client
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adres van de pakketafzender (client)

31
Hardwareadresopvulling van client

Hex
10
Gereserveerde stoel. Meestal gevuld met nullen

41
Hostnaam van de server

rij
64
DHCP-servernaam. Meestal niet verzonden

105
Naam van opstartbestand

rij
128
Bestandsnaam op de server die door schijfloze stations wordt gebruikt tijdens het opstarten

235
Magisch koekje
63: 82: 53: 63
Hex
4
“Magisch” nummer, volgens welke, incl. u kunt vaststellen dat dit pakket tot het DHCP-protocol behoort

DHCP-opties. Kan in elke volgorde gaan

236
Optienummer
53
december
1
Optie 53, die het DHCP-pakkettype specificeert

1 - DHCPONTDEK
3 - DHCPVERZOEK
2 - DHCPAANBIEDING
5 - DHCPACK
8 - DHCPINFORM

Optie lengte
1
december
1

Optie waarde
1
december
1

Optienummer
50
december
1
Welk IP-adres wil de klant ontvangen?

Optie lengte
4
december
1

Optie waarde
172.16.134.61
rij
4

Optienummer
55

1
Netwerkparameters opgevraagd door de klant. Samenstelling kan variëren

01 — Netwerkmasker
03 - Toegangspoort
06 - DNS
oc — Hostnaam
0f - netwerkdomeinnaam
1c - adres van uitzendverzoek (uitzending)
42 - TFTP-servernaam
79 - Klasseloze statische route

Optie lengte
8

1

Optie waarde
01:03:06:0c:0f:1c:42:79

8

Optienummer
82
december

Optie 82, die het MAC-adres van het repeaterapparaat en enkele aanvullende waarden verzendt.

Meestal is dit de poort van de switch waarop de eind-DHCP-client draait. Deze optie bevat aanvullende parameters. De eerste byte is het nummer van de "suboptie", de tweede is de lengte en vervolgens de waarde ervan.

In dit geval zijn in optie 82 de subopties genest:
Agentcircuit-ID = 00:04:00:01:00:04, waarbij de laatste twee bytes de DHCP-clientpoort zijn waar het verzoek vandaan kwam

Agent Remote ID = 00:06:c8:be:19:93:11:48 - MAC-adres van het DHCP-repeaterapparaat

Optie lengte
18
december

Optie waarde
01:06
00:04:00:01:00:04
02:08
00:06:c8:be:19:93:11:48
Hex

Einde pakket
255
december
1
255 symboliseert het einde van het pakket

DHCPAANBIEDING

Zodra de server het DHCPDISCOVER-pakket ontvangt en ziet dat hij de cliënt iets van het gevraagde pakket kan aanbieden, genereert hij er een antwoord voor: DHCPDISCOVER. Het antwoord wordt per uitzending naar de poort gestuurd “waar het vandaan kwam”, omdat op dit moment heeft de client nog geen IP-adres en kan het pakket daarom alleen accepteren als het via broadcast wordt verzonden. De klant herkent dat dit een pakket voor hem is aan zijn MAC-adres in het pakket, evenals aan het transactienummer dat hij genereert op het moment dat het eerste pakket wordt aangemaakt.

DHCPOFFER-pakketstructuurtabel

Positie in het pakket
Naam van waarde (algemeen)
Voorbeeld
idee
byte
Verduidelijking

1
Opstartverzoek
1
Hex
1
Berichttype. 1 - verzoek van client naar server, 2 - reactie van server naar client

2
Hardwaretype:
1
Hex
1
Type hardwareadres, in dit protocol 1 - MAC

3
Lengte van hardwareadressen
6
Hex
1
Lengte van het MAC-adres van het apparaat

4
Hop
1
Hex
1
Aantal tussenroutes

5
Transactie ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unieke transactie-ID. Gegenereerd door de client aan het begin van een aanvraagbewerking

7
De tweede is verstreken
0
Hex
4
Tijd in seconden vanaf het begin van het verkrijgen van een adres

9
Bootvlaggen
0
Hex
2
Bepaalde vlaggen die kunnen worden ingesteld om protocolparameters aan te geven. In dit geval betekent 0 het Unicast-verzoektype

11
IP-adres van de klant
0.0.0.0
rij
4
IP-adres van client (indien aanwezig)

15
Het IP-adres van uw klant
172.16.134.61
rij
4
IP-adres aangeboden door de server (indien beschikbaar)

19
IP-adres van de volgende server
0.0.0.0
rij
4
Server IP-adres (indien bekend)

23
IP-adres van de relay-agent
172.16.114.41
rij
4
IP-adres van de relay-agent (bijvoorbeeld een switch)

27
MAC-adres van client
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adres van de pakketafzender (client)

31
Hardwareadresopvulling van client

Hex
10
Gereserveerde stoel. Meestal gevuld met nullen

41
Hostnaam van de server

rij
64
DHCP-servernaam. Meestal niet verzonden

105
Naam van opstartbestand

rij
128
Bestandsnaam op de server die door schijfloze stations wordt gebruikt tijdens het opstarten

235
Magisch koekje
63: 82: 53: 63
Hex
4
“Magisch” nummer, volgens welke, incl. u kunt vaststellen dat dit pakket tot het DHCP-protocol behoort

DHCP-opties. Kan in elke volgorde gaan

236
Optienummer
53
december
1
Optie 53, die het DHCP 2-pakkettype definieert: DHCPOFFER

Optie lengte
1
december
1

Optie waarde
2
december
1

Optienummer
1
december
1
Optie om de DHCP-client een netwerkmasker aan te bieden

Optie lengte
4
december
1

Optie waarde
255.255.224.0
rij
4

Optienummer
3
december
1
Optie om de DHCP-client een standaardgateway aan te bieden

Optie lengte
4
december
1

Optie waarde
172.16.12.1
rij
4

Optienummer
6
december
1
Optie om DHCP aan te bieden aan DNS-client

Optie lengte
4
december
1

Optie waarde
8.8.8.8
rij
4

Optienummer
51
december
1
De levensduur van de uitgegeven netwerkparameters in seconden, waarna de DHCP-client deze opnieuw moet opvragen

Optie lengte
4
december
1

Optie waarde
86400
december
4

Optienummer
82
december
1
Optie 82 herhaalt wat er in DHCPDISCOVER stond

Optie lengte
18
december
1

Optie waarde
01:08:00:06:00
01:01:00:00:01
02:06:00:03:0f
26:4d:ec
december
18

Einde pakket
255
december
1
255 symboliseert het einde van het pakket

DHCPVERZOEK

Nadat de cliënt DHCPOFFER heeft ontvangen, vormt hij een pakket waarin hij netwerkparameters opvraagt, niet aan alle DHCP-servers op het netwerk, maar alleen aan één specifieke server, wiens DHCPOFFER-aanbod hij het meest “leuk” vond. De "like"-criteria kunnen verschillen en zijn afhankelijk van de DHCP-implementatie van de client. De ontvanger van het verzoek wordt opgegeven met behulp van het MAC-adres van de DHCP-server. Ook kan een DHCPREQUEST-pakket door de client worden verzonden zonder eerst DHCPDISCOVER te genereren, als het IP-adres van de server al eerder is verkregen.

DHCPREQUEST-pakketstructuurtabel

Positie in het pakket
Naam van waarde (algemeen)
Voorbeeld
idee
byte
Verduidelijking

1
Opstartverzoek
1
Hex
1
Berichttype. 1 - verzoek van client naar server, 2 - reactie van server naar client

2
Hardwaretype:
1
Hex
1
Type hardwareadres, in dit protocol 1 - MAC

3
Lengte van hardwareadressen
6
Hex
1
Lengte van het MAC-adres van het apparaat

4
Hop
1
Hex
1
Aantal tussenroutes

5
Transactie ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unieke transactie-ID. Gegenereerd door de client aan het begin van een aanvraagbewerking

7
De tweede is verstreken
0
Hex
4
Tijd in seconden vanaf het begin van het verkrijgen van een adres

9
Bootvlaggen
8000
Hex
2
Bepaalde vlaggen die kunnen worden ingesteld om protocolparameters aan te geven. In dit geval is “broadcast” ingesteld