Účelom tohto projektu bolo:

Informácie o DHCP v sieti IPv4
Učenie Pythonu (trochu viac ako od nuly 😉)
výmena servera DB2DHCP (moja vidlička), originál tu, ktorého montáž pre nový OS je čoraz náročnejšia. A nepáči sa mi, že je to binárne číslo, ktoré nie je možné „zmeniť hneď teraz“
získanie funkčného servera DHCP s možnosťou vybrať si IP adresu predplatiteľa pomocou kombinácie mac alebo switch mac+port (možnosť 82)
písanie ďalšieho bicykla (Oh! toto je moja obľúbená činnosť)
prijímanie komentárov o tvojej klubovosti na Habrahabr (alebo ešte lepšie, pozvánka) 😉

Výsledok: funguje 😉 Testované na OS FreeBSD a Ubuntu. Teoreticky môže byť kód požiadaný, aby fungoval pod akýmkoľvek OS, pretože Zdá sa, že v kóde nie sú žiadne špecifické väzby.
Opatrne! Je toho ešte veľa.

Odkaz na úložisko pre amatérov "dotknúť sa nažive".

Proces inštalácie, konfigurácie a používania výsledku „štúdia hardvéru“ je oveľa nižší a potom trochu teórie o protokole DHCP. Pre mňa. A k histórii 😉

Trochu teórie

Čo je DHCP

Toto je sieťový protokol, ktorý umožňuje zariadeniu zistiť svoju IP adresu (a ďalšie parametre, ako je brána, DNS atď.) zo servera DHCP. Pakety sa vymieňajú pomocou protokolu UDP. Všeobecný princíp fungovania zariadenia pri požadovaní sieťových parametrov je nasledovný:

Zariadenie (klient) odošle požiadavku vysielania UDP (DHCPDISCOVER) do celej siete s požiadavkou „no, dajte mi niekto IP adresu“. Okrem toho zvyčajne (ale nie vždy) požiadavka prichádza z portu 68 (zdroj) a cieľom je port 67 (cieľ). Niektoré zariadenia tiež odosielajú pakety z portu 67. MAC adresa klientskeho zariadenia je zahrnutá v pakete DHCPDISCOVER.
Všetky servery DHCP umiestnené v sieti (a môže ich byť niekoľko) tvoria ponuku DHCPOFFER so sieťovými nastaveniami pre zariadenie, ktoré odoslalo DHCPDISCOVER, a tiež ju vysielajú cez sieť. Identifikácia toho, komu je tento paket určený, je založená na MAC adrese klienta uvedenej skôr v požiadavke DHCPDISCOVER.
Klient prijme pakety s návrhmi sieťových nastavení, vyberie ten najatraktívnejšie (kritériá môžu byť odlišné, napr. čas doručenia paketu, počet medziľahlých trás) a zadá „oficiálnu požiadavku“ DHCPREQUEST so sieťovými nastaveniami. zo servera DHCP, ktorý sa mu páči. V tomto prípade ide paket na konkrétny server DHCP.
Server, ktorý prijal DHCPREQUEST, odošle paket vo formáte DHCPACK, v ktorom ešte raz vypíše sieťové nastavenia určené pre tohto klienta.

Okrem toho existujú pakety DHCPINFORM, ktoré prichádzajú od klienta a ktorých účelom je informovať server DHCP, že „klient je nažive“ a používa vydané nastavenia siete. V implementácii tohto servera sú tieto pakety ignorované.

Formát balíka

Rámec ethernetového paketu vo všeobecnosti vyzerá takto:

V našom prípade budeme brať do úvahy iba údaje priamo z obsahu paketu UDP, bez hlavičiek protokolu vrstvy OSI, konkrétne štruktúry DHCP:

DHCPDISCOVER

Proces získania IP adresy pre zariadenie teda začína tým, že klient DHCP odošle požiadavku na vysielanie z portu 68 na 255.255.255.255:67. V tomto balíku klient obsahuje svoju MAC adresu, ako aj to, čo presne chce dostať zo servera DHCP. Štruktúra balíka je opísaná v tabuľke nižšie.

Tabuľka štruktúry paketov DHCPDISCOVER

Poloha v balení
Názov hodnoty
Príklad
idea
byte
objasnenie

1
Požiadavka na spustenie
1
Hex
1
Typ správy. 1 - požiadavka od klienta na server, 2 - odpoveď zo servera na klienta

2
Typ hardvéru
1
Hex
1
Typ hardvérovej adresy, v tomto protokole 1 - MAC

3
Dĺžka hardvérových adries
6
Hex
1
Dĺžka MAC adresy zariadenia

4
Chmeľ
1
Hex
1
Počet medziľahlých trás

5
ID transakcie
23:cf:de:1d
Hex
4
Jedinečný identifikátor transakcie. Vygenerované klientom na začiatku operácie požiadavky

7
Uplynula druhá
0
Hex
4
Čas v sekundách od začiatku procesu získavania adresy

9
Bootovacie vlajky
0
Hex
2
Určité príznaky, ktoré možno nastaviť na označenie parametrov protokolu

11
IP adresa klienta
0.0.0.0
Riadok
4
IP adresa klienta (ak existuje)

15
IP adresa vášho klienta
0.0.0.0
Riadok
4
IP adresa ponúkaná serverom (ak je k dispozícii)

19
IP adresa nasledujúceho servera
0.0.0.0
Riadok
4
IP adresa servera (ak je známa)

23
IP adresa prenosového agenta
172.16.114.41
Riadok
4
IP adresa prenosového agenta (napríklad prepínača)

27
MAC adresa klienta
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC adresa odosielateľa paketu (klienta)

31
Výplň hardvérovej adresy klienta

Hex
10
Rezervované miesto. Zvyčajne vyplnené nulami

41
Názov hostiteľa servera

Riadok
64
názov servera DHCP. Zvyčajne sa neprenáša

105
Názov zavádzacieho súboru

Riadok
128
Názov súboru na serveri, ktorý používajú bezdiskové stanice pri bootovaní

235
Magické koláčiky
63: 82: 53: 63
Hex
4
„Magické“ číslo, podľa ktorého vr. môžete určiť, že tento paket patrí do protokolu DHCP

možnosti DHCP. Môže ísť v akomkoľvek poradí

236
Číslo možnosti
53
Prosince
1
Možnosť 53, ktorá určuje typ paketu DHCP

1 - DHCPDISCOVER
3 - POŽIADAVKA DHCP
2 - PONUKA DHCP
5 - DHCPACK
8 - DHCPINFORM

Dĺžka možnosti
1
Prosince
1

Hodnota možnosti
1
Prosince
1

Číslo možnosti
50
Prosince
1
Akú IP adresu chce klient dostať?

Dĺžka možnosti
4
Prosince
1

Hodnota možnosti
172.16.134.61
Riadok
4

Číslo možnosti
55

1
Parametre siete požadované klientom. Zloženie sa môže líšiť

01 — Maska siete
03 - Brána
06 - DNS
oc — Názov hostiteľa
0f - názov sieťovej domény
1c - adresa žiadosti o vysielanie (vysielanie)
42 - Názov servera TFTP
79 - Beztriedna statická cesta

Dĺžka možnosti
8

1

Hodnota možnosti
01:03:06:0c:0f:1c:42:79

8

Číslo možnosti
82
Prosince

Možnosť 82, ktorá prenáša MAC adresu opakovacieho zariadenia a niektoré ďalšie hodnoty.

Najčastejšie ide o port switchu, na ktorom beží koncový DHCP klient.Táto voľba obsahuje ďalšie parametre.Prvý bajt je číslo „podvoľby“, druhý je jej dĺžka a potom hodnota.

V tomto prípade sú v možnosti 82 vnorené podmožnosti:
ID okruhu agenta = 00:04:00:01:00:04, kde posledné dva bajty sú port klienta DHCP, z ktorého prišla požiadavka

ID vzdialeného agenta = 00:06:c8:be:19:93:11:48 - MAC adresa zariadenia DHCP repeater

Dĺžka možnosti
18
Prosince

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

Koniec balenia
255
Prosince
1
255 symbolizuje koniec paketu

DHCPOFFER

Akonáhle server prijme paket DHCPDISCOVER a ak vidí, že môže klientovi niečo ponúknuť z požadovaného, vygeneruje naň odpoveď - DHCPDISCOVER. Odpoveď je odoslaná na port „odkiaľ prišla“ prostredníctvom vysielania, pretože v tomto momente klient ešte nemá IP adresu, preto môže akceptovať paket, len ak je odoslaný broadcastom. Klient spozná, že ide o balík pre neho, podľa MAC adresy vo vnútri balíka, ako aj čísla transakcie, ktoré si vygeneruje pri vytvorení prvého balíka.

Tabuľka štruktúry paketov DHCPOFFER

Poloha v balení
Názov hodnoty (bežný)
Príklad
idea
byte
objasnenie

1
Požiadavka na spustenie
1
Hex
1
Typ správy. 1 - požiadavka od klienta na server, 2 - odpoveď zo servera na klienta

2
Typ hardvéru
1
Hex
1
Typ hardvérovej adresy, v tomto protokole 1 - MAC

3
Dĺžka hardvérových adries
6
Hex
1
Dĺžka MAC adresy zariadenia

4
Chmeľ
1
Hex
1
Počet medziľahlých trás

5
ID transakcie
23:cf:de:1d
Hex
4
Jedinečný identifikátor transakcie. Vygenerované klientom na začiatku operácie požiadavky

7
Uplynula druhá
0
Hex
4
Čas v sekundách od začiatku procesu získavania adresy

9
Bootovacie vlajky
0
Hex
2
Určité príznaky, ktoré možno nastaviť na označenie parametrov protokolu. V tomto prípade 0 znamená typ požiadavky Unicast

11
IP adresa klienta
0.0.0.0
Riadok
4
IP adresa klienta (ak existuje)

15
IP adresa vášho klienta
172.16.134.61
Riadok
4
IP adresa ponúkaná serverom (ak je k dispozícii)

19
IP adresa nasledujúceho servera
0.0.0.0
Riadok
4
IP adresa servera (ak je známa)

23
IP adresa prenosového agenta
172.16.114.41
Riadok
4
IP adresa prenosového agenta (napríklad prepínača)

27
MAC adresa klienta
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC adresa odosielateľa paketu (klienta)

31
Výplň hardvérovej adresy klienta

Hex
10
Rezervované miesto. Zvyčajne vyplnené nulami

41
Názov hostiteľa servera

Riadok
64
názov servera DHCP. Zvyčajne sa neprenáša

105
Názov zavádzacieho súboru

Riadok
128
Názov súboru na serveri, ktorý používajú bezdiskové stanice pri bootovaní

235
Magické koláčiky
63: 82: 53: 63
Hex
4
„Magické“ číslo, podľa ktorého vr. môžete určiť, že tento paket patrí do protokolu DHCP

možnosti DHCP. Môže ísť v akomkoľvek poradí

236
Číslo možnosti
53
Prosince
1
Možnosť 53, ktorá definuje typ paketu DHCP 2 - DHCPOFFER

Dĺžka možnosti
1
Prosince
1

Hodnota možnosti
2
Prosince
1

Číslo možnosti
1
Prosince
1
Možnosť ponúknuť klientovi DHCP masku siete

Dĺžka možnosti
4
Prosince
1

Hodnota možnosti
255.255.224.0
Riadok
4

Číslo možnosti
3
Prosince
1
Možnosť ponúknuť klientovi DHCP predvolenú bránu

Dĺžka možnosti
4
Prosince
1

Hodnota možnosti
172.16.12.1
Riadok
4

Číslo možnosti
6
Prosince
1
Možnosť ponúknuť DHCP klientovi DNS

Dĺžka možnosti
4
Prosince
1

Hodnota možnosti
8.8.8.8
Riadok
4

Číslo možnosti
51
Prosince
1
Životnosť vydaných sieťových parametrov v sekundách, po ktorých si ich musí klient DHCP vyžiadať znova

Dĺžka možnosti
4
Prosince
1

Hodnota možnosti
86400
Prosince
4

Číslo možnosti
82
Prosince
1
Možnosť 82 zopakuje to, čo prišlo v DHCPDISCOVER

Dĺžka možnosti
18
Prosince
1

Hodnota možnosti
01:08:00:06:00
01:01:00:00:01
02:06:00:03:0f
26:4d:ec
Prosince
18

Koniec balenia
255
Prosince
1
255 symbolizuje koniec paketu

DHCPREQUEST

Potom, čo klient prijme DHCPOFFER, vytvorí paket požadujúci sieťové parametre nie na všetky DHCP servery v sieti, ale len na jeden konkrétny, ktorého ponuka DHCPOFFER sa mu „páčila“ najviac. Kritériá „páči sa mi“ môžu byť rôzne a závisia od implementácie DHCP klienta. Príjemca požiadavky je špecifikovaný pomocou MAC adresy DHCP servera. Klient môže tiež odoslať paket DHCPREQUEST bez predchádzajúceho vygenerovania DHCPDISCOVER, ak už bola predtým získaná adresa IP servera.

Tabuľka štruktúry paketov DHCPREQUEST

Poloha v balení
Názov hodnoty (bežný)
Príklad
idea
byte
objasnenie

1
Požiadavka na spustenie
1
Hex
1
Typ správy. 1 - požiadavka od klienta na server, 2 - odpoveď zo servera na klienta

2
Typ hardvéru
1
Hex
1
Typ hardvérovej adresy, v tomto protokole 1 - MAC

3
Dĺžka hardvérových adries
6
Hex
1
Dĺžka MAC adresy zariadenia

4
Chmeľ
1
Hex
1
Počet medziľahlých trás

5
ID transakcie
23:cf:de:1d
Hex
4
Jedinečný identifikátor transakcie. Vygenerované klientom na začiatku operácie požiadavky

7
Uplynula druhá
0
Hex
4
Čas v sekundách od začiatku procesu získavania adresy

9
Bootovacie vlajky
8000
Hex
2
Určité príznaky, ktoré možno nastaviť na označenie parametrov protokolu. V tomto prípade je nastavené „vysielanie“.