Formålet med dette prosjektet var:

Lær om DHCP på et IPv4-nettverk
Lære Python (litt mer enn fra bunnen av 😉)
servererstatning DB2DHCP (min gaffel), original her, som blir mer og mer vanskelig å montere for det nye operativsystemet. Og jeg liker ikke at det er en binær måte at det ikke er mulig å "endre akkurat nå"
skaffe en fungerende DHCP-server med muligheten til å velge abonnentens IP-adresse ved å bruke abonnentens mac eller bytte mac+port-kombinasjon (alternativ 82)
skrive en annen sykkel (Å, dette er favorittaktiviteten min)
motta kommentarer om klubbhendelsen din på Habrahabr (eller enda bedre, en invitasjon) 😉

Resultat: det fungerer 😉 Testet på FreeBSD og Ubuntu OS. Teoretisk sett kan koden bli bedt om å fungere under et hvilket som helst operativsystem, fordi Det ser ikke ut til å være noen spesifikke bindinger i koden.
Forsiktig! Det er mye mer i vente.

Link til repository for amatører "berør levende".

Prosessen med å installere, konfigurere og bruke resultatet av å "studere maskinvaren" er mye lavere, og deretter litt teori om DHCP-protokollen. For meg selv. Og for historien 😉

Litt teori

Hva er DHCP

Dette er en nettverksprotokoll som lar en enhet finne ut sin IP-adresse (og andre parametere som gateway, DNS, etc.) fra en DHCP-server. Pakker utveksles ved hjelp av UDP-protokollen. Det generelle prinsippet for drift av enheten når du ber om nettverksparametere er som følger:

Enheten (klienten) sender en UDP-kringkastingsforespørsel (DHCPDISCOVER) gjennom nettverket med forespørselen "vel, noen gir meg en IP-adresse." Dessuten skjer vanligvis (men ikke alltid) forespørselen fra port 68 (kilde), og destinasjonen er port 67 (destinasjon). Noen enheter sender også pakker fra port 67. MAC-adressen til klientenheten er inkludert i DHCPDISCOVER-pakken.
Alle DHCP-servere som ligger på nettverket (og det kan være flere av dem) danner et DHCPOFFER-tilbud med nettverksinnstillinger for enheten som sendte DHCPDISCOVER, og kringkaster det også over nettverket. Identifikasjon av hvem denne pakken er ment for er basert på MAC-adressen til klienten som ble oppgitt tidligere i DHCPDISCOVER-forespørselen.
Klienten godtar pakker med forslag til nettverksinnstillinger, velger den mest attraktive (kriteriene kan være forskjellige, for eksempel tidspunktet for pakkelevering, antall mellomliggende ruter), og gjør en "offisiell forespørsel" DHCPREQUEST med nettverksinnstillingene fra DHCP-serveren den liker. I dette tilfellet går pakken til en bestemt DHCP-server.
Serveren som mottok DHCPREQUEST sender en DHCPACK-formatpakke, der den igjen viser nettverksinnstillingene beregnet for denne klienten

I tillegg er det DHCPINFORM-pakker som kommer fra klienten, og formålet med disse er å informere DHCP-serveren om at "klienten er i live" og bruker de utstedte nettverksinnstillingene. I denne serverens implementering ignoreres disse pakkene.

Pakkeformat

Generelt ser en Ethernet-pakkeramme omtrent slik ut:

I vårt tilfelle vil vi kun vurdere dataene direkte fra innholdet i UDP-pakken, uten OSI-lagprotokolloverskrifter, nemlig DHCP-strukturen:

DHCPOPPDATER

Så prosessen med å skaffe en IP-adresse for en enhet begynner med at DHCP-klienten sender en kringkastingsforespørsel fra port 68 til 255.255.255.255:67. I denne pakken inkluderer klienten sin MAC-adresse, samt hva den nøyaktig ønsker å motta fra DHCP-serveren. Pakkestrukturen er beskrevet i tabellen nedenfor.

DHCPDISCOVER Pakkestrukturtabell

Plassering i pakken
Verdinavn
Eksempel
Представление
byte
Avklaring

1
Oppstartsforespørsel
1
Hex
1
Meldingstype. 1 - forespørsel fra klient til server, 2 - svar fra server til klient

2
Maskinvaretype
1
Hex
1
Type maskinvareadresse, i denne protokollen 1 - MAC

3
Lengde på maskinvareadresser
6
Hex
1
Lengde på enhetens MAC-adresse

4
Humle
1
Hex
1
Antall mellomveier

5
Transaksjons-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik transaksjonsidentifikator. Generert av klienten i begynnelsen av en forespørselsoperasjon

7
Andre gikk
0
Hex
4
Tid i sekunder fra begynnelsen av prosessen med å skaffe en adresse

9
Støvelflagg
0
Hex
2
Visse flagg som kan settes for å indikere protokollparametere

11
Klientens IP-adresse
0.0.0.0
Linje
4
Klientens IP-adresse (hvis noen)

15
Din klients IP-adresse
0.0.0.0
Linje
4
IP-adresse som tilbys av serveren (hvis tilgjengelig)

19
Neste server IP-adresse
0.0.0.0
Linje
4
Server IP-adresse (hvis kjent)

23
Reléagentens IP-adresse
172.16.114.41
Linje
4
IP-adressen til reléagenten (for eksempel en svitsj)

27
Klientens MAC-adresse
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adressen til pakkeavsenderen (klienten)

31
Klientmaskinvareadresseutfylling

Hex
10
Reservert sete. Vanligvis fylt med nuller

41
Serverens vertsnavn

Linje
64
DHCP-servernavn. Vanligvis ikke overført

105
Navn på oppstartsfil

Linje
128
Filnavn på serveren som brukes av diskløse stasjoner ved oppstart

235
Magisk kake
63: 82: 53: 63
Hex
4
"Magisk" nummer, ifølge hvilket, inkl. du kan fastslå at denne pakken tilhører DHCP-protokollen

DHCP-alternativer. Kan gå i hvilken som helst rekkefølge

236
Opsjonsnummer
53
desember
1
Alternativ 53, som spesifiserer DHCP-pakketypen

1 - DHCPOPPDATER
3 - DHCPREQUEST
2 - DHCP-TILBUD
5 - DHCPACK
8 - DHCPINFORM

Alternativ lengde
1
desember
1

Opsjonsverdi
1
desember
1

Opsjonsnummer
50
desember
1
Hvilken IP-adresse ønsker klienten å motta?

Alternativ lengde
4
desember
1

Opsjonsverdi
172.16.134.61
Linje
4

Opsjonsnummer
55

1
Nettverksparametere forespurt av klienten. Sammensetningen kan variere

01 — Nettverksmaske
03 - Gateway
06 - DNS
oc — vertsnavn
0f - nettverksdomenenavn
1c - adresse til kringkastingsforespørsel (kringkasting)
42 - TFTP-servernavn
79 - Klasseløs statisk rute

Alternativ lengde
8

1

Opsjonsverdi
01:03:06:0c:0f:1c:42:79

8

Opsjonsnummer
82
desember

Alternativ 82, som overfører MAC-adressen til repeaterenheten og noen tilleggsverdier.

Oftest er dette porten til bryteren som slutt-DHCP-klienten kjører på. Dette alternativet inneholder tilleggsparametere. Den første byten er nummeret på "underalternativet", den andre er lengden, deretter verdien.

I dette tilfellet, i alternativ 82, er underalternativene nestet:
Agentkrets-ID = 00:04:00:01:00:04, der de to siste bytene er DHCP-klientporten som forespørselen kom fra

Agent Remote ID = 00:06:c8:be:19:93:11:48 - MAC-adressen til DHCP-repeaterenheten

Alternativ lengde
18
desember

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

Slutt på pakken
255
desember
1
255 symboliserer slutten av pakken

DHCP-TILBUD

Så snart serveren mottar DHCPDISCOVER-pakken og hvis den ser at den kan tilby klienten noe fra den forespurte, genererer den et svar for den - DHCPDISCOVER. Svaret sendes til havnen "der det kom fra", ved kringkasting, fordi for øyeblikket har klienten ennå ikke en IP-adresse, derfor kan den bare godta pakken hvis den sendes med kringkasting. Klienten gjenkjenner at dette er en pakke for ham ved hans MAC-adresse inne i pakken, samt transaksjonsnummeret som han genererer på det tidspunktet den første pakken opprettes.

DHCPOFFER Pakkestrukturtabell

Plassering i pakken
Navn på verdi (vanlig)
Eksempel
Представление
byte
Avklaring

1
Oppstartsforespørsel
1
Hex
1
Meldingstype. 1 - forespørsel fra klient til server, 2 - svar fra server til klient

2
Maskinvaretype
1
Hex
1
Type maskinvareadresse, i denne protokollen 1 - MAC

3
Lengde på maskinvareadresser
6
Hex
1
Lengde på enhetens MAC-adresse

4
Humle
1
Hex
1
Antall mellomveier

5
Transaksjons-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik transaksjonsidentifikator. Generert av klienten i begynnelsen av en forespørselsoperasjon

7
Andre gikk
0
Hex
4
Tid i sekunder fra begynnelsen av prosessen med å skaffe en adresse

9
Støvelflagg
0
Hex
2
Visse flagg som kan settes for å indikere protokollparametere. I dette tilfellet betyr 0 Unicast-forespørselstypen

11
Klientens IP-adresse
0.0.0.0
Linje
4
Klientens IP-adresse (hvis noen)

15
Din klients IP-adresse
172.16.134.61
Linje
4
IP-adresse som tilbys av serveren (hvis tilgjengelig)

19
Neste server IP-adresse
0.0.0.0
Linje
4
Server IP-adresse (hvis kjent)

23
Reléagentens IP-adresse
172.16.114.41
Linje
4
IP-adressen til reléagenten (for eksempel en svitsj)

27
Klientens MAC-adresse
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adressen til pakkeavsenderen (klienten)

31
Klientmaskinvareadresseutfylling

Hex
10
Reservert sete. Vanligvis fylt med nuller

41
Serverens vertsnavn

Linje
64
DHCP-servernavn. Vanligvis ikke overført

105
Navn på oppstartsfil

Linje
128
Filnavn på serveren som brukes av diskløse stasjoner ved oppstart

235
Magisk kake
63: 82: 53: 63
Hex
4
"Magisk" nummer, ifølge hvilket, inkl. du kan fastslå at denne pakken tilhører DHCP-protokollen

DHCP-alternativer. Kan gå i hvilken som helst rekkefølge

236
Opsjonsnummer
53
desember
1
Alternativ 53, som definerer DHCP 2-pakketypen - DHCPOFFER

Alternativ lengde
1
desember
1

Opsjonsverdi
2
desember
1

Opsjonsnummer
1
desember
1
Mulighet for å tilby DHCP-klienten en nettverksmaske

Alternativ lengde
4
desember
1

Opsjonsverdi
255.255.224.0
Linje
4

Opsjonsnummer
3
desember
1
Mulighet for å tilby DHCP-klienten en standard gateway

Alternativ lengde
4
desember
1

Opsjonsverdi
172.16.12.1
Linje
4

Opsjonsnummer
6
desember
1
Mulighet for å tilby DHCP til DNS-klient

Alternativ lengde
4
desember
1

Opsjonsverdi
8.8.8.8
Linje
4

Opsjonsnummer
51
desember
1
Levetiden til utstedte nettverksparametere i sekunder, hvoretter DHCP-klienten må be om dem på nytt

Alternativ lengde
4
desember
1

Opsjonsverdi
86400
desember
4

Opsjonsnummer
82
desember
1
Alternativ 82, gjentar det som kom i DHCPDISCOVER

Alternativ lengde
18
desember
1

Opsjonsverdi
01:08:00:06:00
01:01:00:00:01
02:06:00:03:0f
26:4d:ec
desember
18

Slutt på pakken
255
desember
1
255 symboliserer slutten av pakken

Forespørsel om DHC

Etter at klienten mottar DHCPOFFER, danner han en pakke som ber om nettverksparametere ikke til alle DHCP-servere på nettverket, men bare til én spesifikk, hvis DHCPOFFER-tilbud han "likte" best. "Like"-kriteriene kan være forskjellige og avhenge av klientens DHCP-implementering. Mottakeren av forespørselen angis ved å bruke MAC-adressen til DHCP-serveren. Dessuten kan en DHCPREQUEST-pakke sendes av klienten uten først å generere DHCPDISCOVER, hvis serverens IP-adresse allerede er oppnådd tidligere.

DHCPREQUEST Pakkestrukturtabell

Plassering i pakken
Navn på verdi (vanlig)
Eksempel
Представление
byte
Avklaring

1
Oppstartsforespørsel
1
Hex
1
Meldingstype. 1 - forespørsel fra klient til server, 2 - svar fra server til klient

2
Maskinvaretype
1
Hex
1
Type maskinvareadresse, i denne protokollen 1 - MAC

3
Lengde på maskinvareadresser
6
Hex
1
Lengde på enhetens MAC-adresse

4
Humle
1
Hex
1
Antall mellomveier

5
Transaksjons-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik transaksjonsidentifikator. Generert av klienten i begynnelsen av en forespørselsoperasjon

7
Andre gikk
0
Hex
4
Tid i sekunder fra begynnelsen av prosessen med å skaffe en adresse

9
Støvelflagg
8000
Hex
2
Visse flagg som kan settes for å indikere protokollparametere. I dette tilfellet er "kringkasting" satt