Syftet med detta projekt var:

• Studie av DHCP-protokollet när det används i IPv4-nätverk
• Studie av Python (något mer än från grunden 😉 )
• byte av server DB2DHCP (min fork), originalet här, som det blir svårare och svårare att kompilera för det nya operativsystemet. Och jag gillar inte att det finns en binärfil som man inte kan "byta ut just nu"
• skapa en fungerande DHCP-server med möjlighet att hämta IP-adressen för en klient baserat på klientens mac-adress eller kombinationen av switchens mac-adress + port (Option 82)
• skriva ännu ett exemplar (Åh! det är min favoritaktivitet)
• få kritik för min klumpighet på Habrhabr (eller helst en inbjudan) 😉

Resultat: fungerar 😉 Testat på FreeBSD och Ubuntu. Teoretiskt kan koden anpassas för att fungera på vilket operativsystem som helst, eftersom det inte verkar finnas några specifika bindningar i koden.
Varning! Mycket mer följer.

Länk till repository för dem som vill "ta på det i verkligheten".

Processen för installation, konfiguration och användning av resultatet av "studien av materien" beskrivs längre ner, följt av lite teori om DHCP-protokollet. För mig. Och för historien 😉

Lite teori

Vad är DHCP

Det är ett nätverksprotokoll som tillåter en enhet att ta reda på sin IP-adress (och andra parametrar som gateway, DNS och så vidare) från en DHCP-server. Paketbyte sker via UDP-protokollet. Den allmänna principen för hur enheten fungerar vid begäran av nätverksparametrar är följande:

1. Enheten (klienten) skickar en broadcast UDP-begäran (DHCPDISCOVER) över hela nätverket med begäran "någon, ge mig en IP-adress". Vanligtvis (men inte alltid) sker begäran från port 68 (källa) till port 67 (destination). Vissa enheter skickar paket även från port 67. Inuti DHCPDISCOVER-paketet finns klientens MAC-adress.
2. Alla DHCP-servrar i nätverket (och de kan vara flera) formar ett erbjudande, DHCPOFFER, med nätverksinställningar för enheten som skickade DHCPDISCOVER, och skickar det också som broadcast över nätverket. Identifieringen av till vem detta paket är avsett sker med hjälp av klientens MAC-adress som gavs tidigare i DHCPDISCOVER-begäran.
3. Kunden tar emot paket med nätverksinställningar, väljer det som är mest attraktivt (kriterier kan variera, till exempel tid för paketleverans eller antal mellanliggande vägar), och gör en "officiell begäran" DHCPREQUEST med nätverksinställningarna till den servern som han gillar. I detta fall går paketet direkt till en specifik DHCP-server.
4. Servern som mottagit DHCPREQUEST skickar ett paket av formatet DHCPACK, där den än en gång listar nätverksinställningarna som är avsedda för denna klient.

Dessutom finns det DHCPINFORM-paket som skickas från klienten med syftet att informera DHCP-servern om att "klienten är aktiv" och använder de tilldelade nätverksinställningarna. I denna serversimplementation ignoreras dessa paket.

Paketformat

Generellt ser Ethernet-paketets ram ungefär ut så här:

I vårt fall kommer vi endast att titta på datan i UDP-paketet, utan headers för OSI-protokollen, det vill säga strukturen av DHCP:

DHCPDISCOVER

Så, processen för att erhålla en IP-adress för en enhet börjar med att DHCP-klienten skickar en broadcast-förfrågan från port 68 till 255.255.255.255:67. I detta paket inkluderar klienten sin MAC-adress samt vad den vill få från DHCP-servern. Paketstrukturen beskrivs i tabellen nedan.

Tabell över strukturen av paketet DHCPDISCOVER

Position i paketet
Namn på värdet
Exempel
Representation
Byte
Förklaring

1
Boot Request
1
Hex
1
Typ av meddelande. 1 — begäran från klient till server, 2 — svar från server till klient.

2
Hårdvarutyp
1
Hex
1
Typ av hårdvaruadress, i detta protokoll 1 — MAC.

3
Längd av hårdvaruadressen
6
Hex
1
Längd på enhetens MAC-adress.

4
Hops
1
Hex
1
Antal mellanliggande vägar.

5
Transaktions-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik identifierare för transaktionen. Genereras av klienten i början av begärningsoperationen.

7
Sekunder förflutna
0
Hex
4
Tiden i sekunder sedan början på processen för att erhålla en adress.

9
Bootp-flaggor
0
Hex
2
Vissa flaggor som kan sättas som indikator av protokollparametrar.

11
Klientens IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för klienten (om det finns).

15
Din klient-IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress som föreslagits av servern (om det finns).

19
Nästa servers IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för servern (om den är känd).

23
Relay-agentens IP-adress
172.16.114.41
Sträng
4
IP-adress för relay-agenten (t.ex. switch).

27
Klientens MAC-adress
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adressen för avsändaren av paketet (klienten).

31
Padding av klientens hårdvaruadress
 
Hex
10
Reserverat utrymme. Vanligtvis fyllt med nollor.

41
Serverns värdnamn
 
Sträng
64
Namn på DHCP-servern. Vanligtvis inte överförs.

105
Boot-filnamn
 
Sträng
128
Filnamn på servern som används av diskfria stationer vid start

235
Magic cookie
63:82:53:63
Hex
4
Ett »magiskt« nummer som kan användas för att avgöra att detta paket tillhör DHCP-protokollet

DHCP-alternativ. Kan komma i valfri ordning

236
Alternativnummer
53
Dec
1
Alternativ 53 som definierar typen av DHCP-paket

1 — DHCPDISCOVER
3 — DHCPREQUEST
2 — DHCPOFFER
5 — DHCPACK
8 — DHCPINFORM

 
Alternativets längd
1
Dec
1

 
Alternativets värde
1
Dec
1

 
Alternativnummer
50
Dec
1
Vilken IP-adress vill klienten få

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
172.16.134.61
Sträng
4

 
Alternativnummer
55
 
1
De nätverksparametrar som begärs av klienten. Innehållet kan variera

01 — Nätmask
03 — Gateway
06 — DNS
oc — Värdnamn
0f — nätverks domännamn
1c — adress för sändning av brådskande meddelanden (broadcast)
42 — namn på TFTP-servern
79 — Classless Static Route

 
Alternativets längd
8
 
1

 
Alternativets värde
01:03:06:0c:0f:1c:42:79
 
8

 
Alternativnummer
82
Dec
 
Alternativ 82, där MAC-adressen för enheter — retransmittorn och vissa ytterligare värden överförs.

Oftast — porten på switchen där den slutgiltiga DHCP-klienten arbetar. I detta alternativ är det »inbäddade« ytterligare parametrar. Den första byte — subalternativets nummer, den andra dess längd, därefter dess värde.

I detta fall bär alternativ 82 subalternativ:
Agent Circuit ID = 00:04:00:01:00:04, där de sista två bytes är porten för DHCP-klienten som skickade begäran

Agent Remote ID = 00:06:c8:be:19:93:11:48 — MAC-adressen för retransmittoren DHCP

 
Alternativets längd
18
Dec
 

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

 
Paketets slut
255
Dec
1
255 symboliserar slutet av paketet

DHCPOFFER

Så snart servern mottar paketet DHCPDISCOVER och om den ser att den kan erbjuda något till klienten från vad som begärdes, så formar den ett svar — DHCPDISCOVER. Svaret skickas tillbaka till porten »från vilken den kom«, som en broadcast, eftersom klienten för tillfället ännu inte har någon IP-adress, så paketet kan endast tas emot om det skickas ut som en brådskande sändning. Klienten känner igen att detta paket är för den genom sin MAC-adress inuti paketet, såväl som transaktionsnumret som den genererar vid skapandet av det första paketet.

Strukturen för DHCPOFFER-paketet

Position i paketet
Namn på värdet (vanligtvis)
Exempel
Representation
Byte
Förklaring

1
Boot Request
1
Hex
1
Typ av meddelande. 1 — begäran från klient till server, 2 — svar från server till klient.

2
Hårdvarutyp
1
Hex
1
Typ av hårdvaruadress, i detta protokoll 1 — MAC.

3
Längd av hårdvaruadressen
6
Hex
1
Längd på enhetens MAC-adress.

4
Hops
1
Hex
1
Antal mellanliggande vägar.

5
Transaktions-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik identifierare för transaktionen. Genereras av klienten i början av begärningsoperationen.

7
Sekunder förflutna
0
Hex
4
Tiden i sekunder sedan början på processen för att erhålla en adress.

9
Bootp-flaggor
0
Hex
2
Vissa flaggor som kan ställas in som en indikation på protokollparametrar. I detta fall, 0 — betyder typ av begäran Unicast

11
Klientens IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för klienten (om det finns).

15
Din klient-IP-adress
172.16.134.61
Sträng
4
IP-adress som föreslagits av servern (om det finns).

19
Nästa servers IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för servern (om den är känd).

23
Relay-agentens IP-adress
172.16.114.41
Sträng
4
IP-adress för relay-agenten (t.ex. switch).

27
Klientens MAC-adress
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adressen för avsändaren av paketet (klienten).

31
Padding av klientens hårdvaruadress
 
Hex
10
Reserverat utrymme. Vanligtvis fyllt med nollor.

41
Serverns värdnamn
 
Sträng
64
Namn på DHCP-servern. Vanligtvis inte överförs.

105
Boot-filnamn
 
Sträng
128
Filnamn på servern som används av diskfria stationer vid start

235
Magic cookie
63:82:53:63
Hex
4
Ett »magiskt« nummer som kan användas för att avgöra att detta paket tillhör DHCP-protokollet

DHCP-alternativ. Kan komma i valfri ordning

236
Alternativnummer
53
Dec
1
Alternativ 53, som definierar typen av DHCP-paket 2 — DHCPOFFER

 
Alternativets längd
1
Dec
1

 
Alternativets värde
2
Dec
1

 
Alternativnummer
1
Dec
1
Alternativ som erbjuder DHCP-klienten nätmask

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
255.255.224.0
Sträng
4

 
Alternativnummer
3
Dec
1
Alternativ som erbjuder DHCP-klienten standard gateway

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
172.16.12.1
Sträng
4

 
Alternativnummer
6
Dec
1
Alternativ som erbjuder DHCP-klienten DNS

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
8.8.8.8
Sträng
4

 
Alternativnummer
51
Dec
1
Livslängden för de utfärdade nätverksparametrarna i sekunder, efter vilken DHCP-klienten måste begära dem igen

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
86400
Dec
4

 
Alternativnummer
82
Dec
1
Alternativ 82, upprepar vad som kom i DHCPDISCOVER

 
Alternativets längd
18
Dec
1

 
Alternativets värde
01:08:00:06:00
01:01:00:00:01
02:06:00:03:0f
26:4d:ec
Dec
18

 
Paketets slut
255
Dec
1
255 symboliserar slutet av paketet

DHCPREQUEST

Efter att klienten har fått DHCPOFFER, skapar den ett paket med begäran om nätverksparametrar, inte till alla DHCP-servrar i nätverket, utan endast till en specifik, vars DHCPOFFER-erbjudande den tyckte mest om. Kriterierna för "tyckte om" kan variera och beror på implementeringen av DHCP-klienten. Mottagaren av begäran anges med MAC-adressen för DHCP-servern. Dessutom kan paketet DHCPREQUEST skickas av klienten utan att ha bildat tidigare DHCPDISCOVER, om IP-adressen från servern redan tidigare har erhållits.

Tabell över strukturen för DHCPREQUEST-paketet

Position i paketet
Namn på värdet (vanligtvis)
Exempel
Representation
Byte
Förklaring

1
Boot Request
1
Hex
1
Typ av meddelande. 1 — begäran från klient till server, 2 — svar från server till klient.

2
Hårdvarutyp
1
Hex
1
Typ av hårdvaruadress, i detta protokoll 1 — MAC.

3
Längd av hårdvaruadressen
6
Hex
1
Längd på enhetens MAC-adress.

4
Hops
1
Hex
1
Antal mellanliggande vägar.

5
Transaktions-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik identifierare för transaktionen. Genereras av klienten i början av begärningsoperationen.

7
Sekunder förflutna
0
Hex
4
Tiden i sekunder sedan början på processen för att erhålla en adress.

9
Bootp-flaggor
8000
Hex
2
Några flaggor kan sättas för att indikera protokollparametrar. I detta fall är "broadcast" inställt.

11
Klientens IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för klienten (om det finns).

15
Din klient-IP-adress
172.16.134.61
Sträng
4
IP-adress som föreslagits av servern (om det finns).

19
Nästa servers IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för servern (om den är känd).

23
Relay-agentens IP-adress
172.16.114.41
Sträng
4
IP-adress för relay-agenten (t.ex. switch).

27
Klientens MAC-adress
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adressen för avsändaren av paketet (klienten).

31
Padding av klientens hårdvaruadress
 
Hex
10
Reserverat utrymme. Vanligtvis fyllt med nollor.

41
Serverns värdnamn
 
Sträng
64
Namn på DHCP-servern. Vanligtvis inte överförs.

105
Boot-filnamn
 
Sträng
128
Filnamn på servern som används av diskfria stationer vid start

235
Magic cookie
63:82:53:63
Hex
4
Ett »magiskt« nummer som kan användas för att avgöra att detta paket tillhör DHCP-protokollet

DHCP-alternativ. Kan komma i valfri ordning

236
Alternativnummer
53
Dec
3
Alternativ 53, som definierar typen av DHCP-paket 3 - DHCPREQUEST

 
Alternativets längd
1
Dec
1

 
Alternativets värde
3
Dec
1

 
Alternativnummer
61
Dec
1
Klientidentifierare: 01 (för Ethernet) + klientens MAC-adress

 
Alternativets längd
7
Dec
1

 
Alternativets värde
01:2c:ab:25:ff:72:a6
Hex
7

 
Alternativnummer
60
Dec
 
"Vendor class identifier". I mitt fall rapporterar den versionen av DHCP-klienten. Andra enheter kan returnera något annat. Windows till exempel meddelar MSFT 5.0

 
Alternativets längd
11
Dec
 

 
Alternativets värde
udhcp 0.9.8
Sträng
 

 
Alternativnummer
55
 
1
De nätverksparametrar som begärs av klienten. Innehållet kan variera

01 — Nätmask
03 — Gateway
06 — DNS
oc — Värdnamn
0f — nätverks domännamn
1c — adress för sändning av brådskande meddelanden (broadcast)
42 — namn på TFTP-servern
79 — Classless Static Route

 
Alternativets längd
8
 
1

 
Alternativets värde
01:03:06:0c:0f:1c:42:79
 
8

 
Alternativnummer
82
Dec
1
Alternativ 82, upprepar vad som kom i DHCPDISCOVER

 
Alternativets längd
18
Dec
1

 
Alternativets värde
01:08:00:06:00
01:01:00:00:01
02:06:00:03:0f
26:4d:ec
Dec
18

 
Paketets slut
255
Dec
1
255 symboliserar slutet av paketet

DHCPACK

Som bekräftelse på att "ja, precis, det är din IP-adress och jag kommer inte att ge den till någon annan" från DHCP-servern, fungerar paketet i formatet DHCPACK från servern till klienten. Det skickas precis som de andra paketen i broadcast. Dock, i nedan presenterad kod för en DHCP-server implementerad i Python, duplicerar jag varje broadcast-begäran genom att skicka paketet till en specifik IP-adress för klienten, om den redan är känd. DHCP-servern bryr sig inte om paketet DHCPACK nådde klienten. Om klienten inte får DHCPACK, upprepar den helt enkelt DHCPREQUEST efter en tid.

Tabell över strukturen för DHCPACK-paketet

Position i paketet
Namn på värdet (vanligtvis)
Exempel
Representation
Byte
Förklaring

1
Boot Request
2
Hex
1
Typ av meddelande. 1 — begäran från klient till server, 2 — svar från server till klient.

2
Hårdvarutyp
1
Hex
1
Typ av hårdvaruadress, i detta protokoll 1 — MAC.

3
Längd av hårdvaruadressen
6
Hex
1
Längd på enhetens MAC-adress.

4
Hops
1
Hex
1
Antal mellanliggande vägar.

5
Transaktions-ID
23:cf:de:1d
Hex
4
Unik identifierare för transaktionen. Genereras av klienten i början av begärningsoperationen.

7
Sekunder förflutna
0
Hex
4
Tiden i sekunder sedan början på processen för att erhålla en adress.

9
Bootp-flaggor
8000
Hex
2
Några flaggor kan sättas för att indikera protokollparametrar. I detta fall är "broadcast" inställt.

11
Klientens IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för klienten (om det finns).

15
Din klient-IP-adress
172.16.134.61
Sträng
4
IP-adress som föreslagits av servern (om det finns).

19
Nästa servers IP-adress
0.0.0.0
Sträng
4
IP-adress för servern (om den är känd).

23
Relay-agentens IP-adress
172.16.114.41
Sträng
4
IP-adress för relay-agenten (t.ex. switch).

27
Klientens MAC-adress
14:d6:4d:a7:c9:55
Hex
6
MAC-adressen för avsändaren av paketet (klienten).

31
Padding av klientens hårdvaruadress
 
Hex
10
Reserverat utrymme. Vanligtvis fyllt med nollor.

41
Serverns värdnamn
 
Sträng
64
Namn på DHCP-servern. Vanligtvis inte överförs.

105
Boot-filnamn
 
Sträng
128
Filnamn på servern som används av diskfria stationer vid start

235
Magic cookie
63:82:53:63
Hex
4
Ett »magiskt« nummer som kan användas för att avgöra att detta paket tillhör DHCP-protokollet

DHCP-alternativ. Kan komma i valfri ordning

236
Alternativnummer
53
Dec
3
Alternativ 53, som definierar typen av DHCP-paket 5 - DHCPACK

 
Alternativets längd
1
Dec
1

 
Alternativets värde
5
Dec
1

 
Alternativnummer
1
Dec
1
Alternativ som erbjuder DHCP-klienten nätmask

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
255.255.224.0
Sträng
4

 
Alternativnummer
3
Dec
1
Alternativ som erbjuder DHCP-klienten standard gateway

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
172.16.12.1
Sträng
4

 
Alternativnummer
6
Dec
1
Alternativ som erbjuder DHCP-klienten DNS

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
8.8.8.8
Sträng
4

 
Alternativnummer
51
Dec
1
Livslängden för de utfärdade nätverksparametrarna i sekunder, efter vilken DHCP-klienten måste begära dem igen

 
Alternativets längd
4
Dec
1

 
Alternativets värde
86400
Dec
4

 
Alternativnummer
82
Dec
1
Alternativ 82, upprepar vad som kom i DHCPDISCOVER

 
Alternativets längd
18
Dec
1

 
Alternativets värde
01:08:00:06:00
01:01:00:00:01
02:06:00:03:0f
26:4d:ec
Dec
18

 
Paketets slut
255
Dec
1
255 symboliserar slutet av paketet

Installation

Installationen innebär faktiskt att installera de pythonmoduler som behövs för att fungera. Antas att MySQL redan är installerat och konfigurerat.

FreeBSD

pkg install python3
python3 -m ensurepip
pip3 install mysql-connector

Ubuntu

sudo apt-get install python3
sudo apt-get install pip3
sudo pip3 install mysql-connector

Skapa MySQL-databasen, ladda upp dumpen pydhcp.sql, konfigurera konfigurationsfilen.

Konfiguration

Alla serverinställningar ligger i en fil i xml-format. Referensfil:

0.0.0.0
        255.255.255.255
        192.168.0.71
	8600
	1
        255.255.255.0
        192.168.0.1
        8.8.8.8
    
    
        localhost
	test
	test
	pydhcp
    
    
       option_82_hex:sw_port1:20:22
       option_82_hex:sw_port2:16:18
       option_82_hex:sw_mac:26:40
    
    
        3
	select ip,mask,router,dns from users where upper(mac)=upper('{option_82_AgentRemoteId_hex}') and upper(port)=upper('{option_82_AgentCircuitId_port_hex}')
        select ip,mask,router,dns from users where upper(mac)=upper('{sw_mac}') and upper(port)=upper('{sw_port2}')
        select ip,mask,router,dns from users where upper(mac)=upper('{ClientMacAddress}')
	insert into history (id,dt,mac,ip,comment) values (null,now(),'{ClientMacAddress}','{RequestedIpAddress}','DHCPACK/INFORM')

Nu ska vi titta närmare på taggarna:

Sektionen dhcpserver beskriver de grundläggande inställningarna för att starta servern, nämligen:

• host — vilken IP-adress servern lyssnar på på port 67
• broadcast — vilken IP som är broadcast för DHCPOFFER och DHCPACK
• DHCPServer — vilken IP som används av DHCP-servern
• LeaseTime är tiden för uthyrning av den tilldelade IP-adressen
• ThreadLimit — hur många trådar som körs samtidigt för att bearbeta mottagna UDP-paket på port 67. Antas hjälpa vid högtrafikprojekt 😉
• defaultMask, defaultRouter, defaultDNS — det som erbjuds abonnenten som standard om IP finns i databasen men inga ytterligare parametrar anges för den

Sektion mysql:

host, username, password, basename — allt talar för sig själv. En ungefärlig struktur av databasen finns publicerad på GitHub

Sektionen query: här beskrivs förfrågningarna för att få OFFER/ACK:

• offer_count — antalet rader med förfrågningar som returnerar resultat av typen ip, mask, router, dns
• offer_n — förfrågningssträng. Om resultatet är tomt, utförs nästa förfrågan offer
• history_sql — en förfrågan som skriver till exempel i "autentiseringshistorik" för abonnenten

I förfrågningarna kan alla variabler från sektionen options eller alternativ från DHCP-protokollet ingå.

Sektion options. Här blir det mer intressant. Här kan vi skapa variabler som vi kan använda senare i sektionen query.

Till exempel:

option_82_hex:sw_port1:20:22

, denna rad kommando tar hela strängen som kommer i DHCP-förfrågan i alternativ 82, i hex-format, i intervallet 20 till 22 byte inklusive och lägger den i en ny variabel sw_port1 (porten av switchen som begäran kom ifrån)

option_82_hex:sw_mac:26:40

, vi definierar variabeln sw_mac genom att ta hex från intervallet 26:40

För att se alla tillgängliga alternativ som kan användas i förfrågningar kan vi starta servern med nyckeln -d. Vi ser ungefär så här ut i loggen:

--en DHCPINFORM-paket har kommit till port 67, från 0025224ad764, b'x91xa5xe0xa3xa5xa9-x8fx8a', ('172.30.114.25', 68)
{'ClientMacAddress': '0025224ad764',
 'ClientMacAddressByte': b'x00%"Jxd7d',
 'HType': 'Ethernet',
 'HostName': b'x91xa5xe0xa3xa5xa9-x8fx8a',
 'ReqListDNS': True,
 'ReqListDomainName': True,
 'ReqListPerfowmRouterDiscover': True,
 'ReqListRouter': True,
 'ReqListStaticRoute': True,
 'ReqListSubnetMask': True,
 'ReqListVendorSpecInfo': 43,
 'RequestedIpAddress': '0.0.0.0',
 'Vendor': b'MSFT 5.0',
 'chaddr': '0025224ad764',
 'ciaddr': '172.30.128.13',
 'flags': b'x00x00',
 'giaddr': '172.30.114.25',
 'gpoz': 308,
 'hlen': 6,
 'hops': 1,
 'htype': 'MAC',
 'magic_cookie': b'cx82Sc',
 'op': 'DHCPINFORM',
 'option12': 12,
 'option53': 53,
 'option55': 55,
 'option60': 60,
 'option61': 61,
 'option82': 82,
 'option_82_byte': b'x12x01x06x00x04x00x01x00x06x02x08x00'
                   b'x06x00x1eXx9exb2xad',
 'option_82_hex': '12010600040001000602080006001e589eb2ad',
 'option_82_len': 18,
 'option_82_str': "b'x12x01x06x00x04x00x01x00x06x02x08x00x06x00x1eXx9exb2xad'",
 'result': False,
 'secs': 768,
 'siaddr': '0.0.0.0',
 'sw_mac': '001e589eb2ad',
 'sw_port1': '06',
 'xidbyte': b'<x89}x8c',
 'xidhex': '3c897d8c',
 'yiaddr': '0.0.0.0'}

Därför kan vi kapsla in vilken som helst variabel i {} och den kommer att användas i SQL-förfrågan.

Låt oss dokumentera att IP-adressen som klienten fick:

Starta servern

.\/pydhcpdb.py -d -c config.xml

— d läge för att skriva ut i konsolen DEBUG
— c <filnamn> konfigurationsfil

Flygplansanalys

Nu mer i detalj om implementeringen av servern i Python. Detta är smärtsamt. Python lärdes "på språng". Många aspekter gjordes på ett sätt som: "wow, jag gjorde något som fungerar". Helt ooptimerat och kvarlämnat i detta tillstånd främst på grund av liten erfarenhet av utveckling i Python. Jag kommer att fokusera på de mest intressanta aspekterna av serverimplementationen i "koden".

Parser för XML-konfigurationsfil

Använder den standardmodul för Python xml.dom. Det verkar enkelt, men vid implementeringen saknades verkligen bra dokumentation och exempel på nätet som använder denna modul.

    tree = minidom.parse(gconfig["config_file"])
    mconfig=tree.getElementsByTagName("mysql")
    for elem in mconfig:        
        gconfig["mysql_host"]=elem.getElementsByTagName("host")[0].firstChild.data      
        gconfig["mysql_username"]=elem.getElementsByTagName("username")[0].firstChild.data      
        gconfig["mysql_password"]=elem.getElementsByTagName("password")[0].firstChild.data      
        gconfig["mysql_basename"]=elem.getElementsByTagName("basename")[0].firstChild.data      
    dconfig=tree.getElementsByTagName("dhcpserver")
    for elem in dconfig:        
        gconfig["broadcast"]=elem.getElementsByTagName("broadcast")[0].firstChild.data      
        gconfig["dhcp_host"]=elem.getElementsByTagName("host")[0].firstChild.data      
        gconfig["dhcp_LeaseTime"]=elem.getElementsByTagName("LeaseTime")[0].firstChild.data      
        gconfig["dhcp_ThreadLimit"]=int(elem.getElementsByTagName("ThreadLimit")[0].firstChild.data)              
        gconfig["dhcp_Server"]=elem.getElementsByTagName("DHCPServer")[0].firstChild.data              
        gconfig["dhcp_defaultMask"]=elem.getElementsByTagName("defaultMask")[0].firstChild.data              
        gconfig["dhcp_defaultRouter"]=elem.getElementsByTagName("defaultRouter")[0].firstChild.data              
        gconfig["dhcp_defaultDNS"]=elem.getElementsByTagName("defaultDNS")[0].firstChild.data              
    qconfig=tree.getElementsByTagName("query")
    for elem in qconfig:  
        gconfig["offer_count"]=elem.getElementsByTagName("offer_count")[0].firstChild.data                          
        for num in range(int(gconfig["offer_count"])):
            gconfig["offer_"+str(num+1)]=elem.getElementsByTagName("offer_"+str(num+1))[0].firstChild.data      
        gconfig["history_sql"]=elem.getElementsByTagName("history_sql")[0].firstChild.data                          
    options=tree.getElementsByTagName("options")       
    for elem in options:          
        node=elem.getElementsByTagName("option")
        for options in node:
            optionsMod.append(options.firstChild.data)

Multitrådning

Konstigt nog är trådning i Python implementerat på ett väldigt tydligt och enkelt sätt.

def PacketWork(data, addr): 
...
# implementation of parsing the incoming packet and responding to it
...


while True:
    data, addr = udp_socket.recvfrom(1024) # wait for UDP packet
    thread = threading.Thread(target=PacketWork, args=(data, addr,)).start()	# as soon as it arrives, we launch the previously defined function PacketWork in the background with parameters
    while threading.active_count() > gconfig["dhcp_ThreadLimit"]:
       time.sleep(1) # if the number of already launched threads exceeds the settings, wait until it decreases

Mottagning/avsändning av DHCP-paket

För att fånga UDP-paket som går genom nätverkskortet måste du "lyfta" en socket:

udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
udp_socket.bind((gconfig["dhcp_host"], 67))

, där flaggorna:

• AF_INET — betyder att adressformatet kommer vara IP: port. Det kan också finnas AF_UNIX — där adressen anges med filnamnet.
• SOCK_DGRAM — betyder att vi tar emot inte ett "rått paket", utan ett som redan har passerat genom brandväggen, och med en del av paketet bortskuret. Det innebär att vi får bara UDP-paketet utan den "fysiska" komponenten av UDP-paketets omslag. Om du använder flaggan SOCK_RAW, måste även den "omslutningen" parsas.

Skickandet av paketet kan göras som broadcast:

                    udp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1) # växlar socket till broadcast-läge
                    rz=udp_socket.sendto(packetack, (gconfig["broadcast"],68))

, såväl som till adressen "där paketet kom ifrån":

                        udp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) # växlar socket till "flera lyssnare"
                        rz=udp_socket.sendto(packetack, addr)

, där SOL_SOCKET betyder "protokollnivå" för att ställa in alternativ,

, SO_BROADCAST är alternativet som gör att paketet skickas som "broadcast"

  , SO_REUSEADDR är alternativet som växlar socket till läget "flera lyssnare". I teorin behövs det inte i detta fall, men på en av serverarna i FreeBSD där jag testade, fungerade inte koden utan detta alternativ.

Analys av DHCP-paketet

Här gillar jag verkligen Python. Det visar sig att det "ur lådan" gör att man ganska fritt kan hantera byte-kod. Det gör det väldigt enkelt att konvertera till decimala värden, strängar och hex – det vill säga det som vi faktiskt behöver för att förstå paketets struktur. Till exempel kan man få en byte-intervall i HEX och i rena bytes:

    res["xidhex"]=data[4:8].hex()
    res["xidbyte"]=data[4:8]

, packa bytes i struktur:

res["flags"]=pack('BB',data[10],data[11])

Få IP från strukturen:

res["ciaddr"]=socket.inet_ntoa(pack('BBBB',data[12],data[13],data[14],data[15]));

Och vice versa:

res=res+socket.inet_pton(socket.AF_INET, gconfig["dhcp_Server"])

Detta är allt 😉

Källa: habr.com