Ang layunin ng proyektong ito ay:

Pag-aaral tungkol sa DHCP sa isang IPv4 network
Pag-aaral ng Python (higit pa sa simula 😉)
pagpapalit ng server DB2DHCP (aking tinidor), orihinal dito, na nagiging mas mahirap i-assemble para sa bagong OS. At hindi ko gusto na ito ay isang binary na walang paraan upang "magbago ngayon"
pagkuha ng gumaganang DHCP server na may kakayahang pumili ng IP address ng subscriber gamit ang mac ng subscriber o switch mac+port na kumbinasyon (Pagpipilian 82)
pagsulat ng isa pang bike (Oh! ito ang paborito kong aktibidad)
pagtanggap ng mga komento tungkol sa iyong pagiging kamay sa club sa Habrahabr (o mas mabuti pa, isang imbitasyon) 😉

Resulta: gumagana ito 😉 Nasubok sa FreeBSD at Ubuntu OS. Sa teoryang, ang code ay maaaring hilingin na gumana sa ilalim ng anumang OS, dahil Mukhang walang tiyak na mga binding sa code.
Mag-ingat! Marami pang darating.

Link sa repository para sa mga baguhan "hawakan ng buhay".

Ang proseso ng pag-install, pag-configure at paggamit ng resulta ng "pag-aaral ng hardware" ay mas mababa, at pagkatapos ay isang maliit na teorya tungkol sa DHCP protocol. Para sa sarili ko. At para sa kasaysayan 😉

Isang maliit na teorya

Ano ang DHCP

Ito ay isang network protocol na nagbibigay-daan sa isang device na malaman ang IP address nito (at iba pang mga parameter tulad ng gateway, DNS, atbp.) mula sa isang DHCP server. Ang mga packet ay ipinagpapalit gamit ang UDP protocol. Ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng device kapag humihiling ng mga parameter ng network ay ang mga sumusunod:

Ang device (kliyente) ay nagpapadala ng kahilingan sa pag-broadcast ng UDP (DHCPDISCOVER) sa buong network na may kahilingang "well, may nagbigay sa akin ng IP address." Bukod dito, kadalasan (ngunit hindi palaging) ang kahilingan ay nangyayari mula sa port 68 (pinagmulan), at ang patutunguhan ay port 67 (destinasyon). Nagpapadala rin ang ilang device ng mga packet mula sa port 67. Ang MAC address ng client device ay kasama sa loob ng DHCPDISCOVER package.
Ang lahat ng mga server ng DHCP na matatagpuan sa network (at maaaring marami sa kanila) ay bumubuo ng isang alok ng DHCPOFFER na may mga setting ng network para sa device na nagpadala ng DHCPDISCOVER, at nag-broadcast din nito sa network. Ang pagkakakilanlan kung kanino nilalayon ang packet na ito ay batay sa MAC address ng kliyente na ibinigay kanina sa kahilingan ng DHCPDISCOVER.
Tumatanggap ang kliyente ng mga packet na may mga panukala para sa mga setting ng network, pinipili ang pinaka-kaakit-akit (maaaring iba ang pamantayan, halimbawa, ang oras ng paghahatid ng packet, ang bilang ng mga intermediate na ruta), at gumagawa ng "opisyal na kahilingan" na DHCPREQUEST sa mga setting ng network mula sa DHCP server na gusto nito. Sa kasong ito, ang packet ay mapupunta sa isang partikular na DHCP server.
Ang server na nakatanggap ng DHCPREQUEST ay nagpapadala ng isang DHCPACK na format na packet, kung saan muli nitong inililista ang mga setting ng network na inilaan para sa kliyenteng ito.

Bilang karagdagan, may mga DHCPINFORM packet na nagmumula sa kliyente, at ang layunin nito ay ipaalam sa DHCP server na ang "kliyente ay buhay" at ginagamit ang ibinigay na mga setting ng network. Sa pagpapatupad ng server na ito, binabalewala ang mga packet na ito.

Format ng package

Sa pangkalahatan, ganito ang hitsura ng isang Ethernet packet frame:

Sa aming kaso, isasaalang-alang lamang namin ang data nang direkta mula sa mga nilalaman ng UDP packet, nang walang OSI layer protocol header, katulad ng istraktura ng DHCP:

DHCPDISCOVER

Kaya, ang proseso ng pagkuha ng IP address para sa isang device ay nagsisimula sa pagpapadala ng DHCP client ng kahilingan sa broadcast mula sa port 68 hanggang 255.255.255.255:67. Sa package na ito, kasama ng kliyente ang MAC address nito, gayundin ang eksaktong nais nitong matanggap mula sa DHCP server. Ang istraktura ng pakete ay inilarawan sa talahanayan sa ibaba.

DHCPDISCOVER Packet Structure Table

Posisyon sa pakete
Pangalan ng halaga
Halimbawa
Panimula
Byte
Linaw

1
Kahilingan sa Boot
1
Kulam
1
Uri ng mensahe. 1 - kahilingan mula sa kliyente patungo sa server, 2 - tugon mula sa server patungo sa kliyente

2
Uri ng hardware
1
Kulam
1
Uri ng address ng hardware, sa protocol na ito 1 - MAC

3
Haba ng mga address ng hardware
6
Kulam
1
Haba ng MAC address ng device

4
Hops
1
Kulam
1
Bilang ng mga intermediate na ruta

5
Transaksyon ID
23:cf:de:1d
Kulam
4
Natatanging identifier ng transaksyon. Binuo ng kliyente sa simula ng isang operasyon ng kahilingan

7
Lumipas ang pangalawa
0
Kulam
4
Oras sa mga segundo mula sa simula ng proseso ng pagkuha ng address

9
Mga flag ng boot
0
Kulam
2
Ilang mga flag na maaaring itakda upang ipahiwatig ang mga parameter ng protocol

11
IP address ng kliyente
0.0.0.0
Linya
4
IP address ng kliyente (kung mayroon man)

15
IP address ng iyong kliyente
0.0.0.0
Linya
4
IP address na inaalok ng server (kung magagamit)

19
Susunod na IP address ng server
0.0.0.0
Linya
4
IP address ng server (kung kilala)

23
IP address ng ahente ng relay
172.16.114.41
Linya
4
IP address ng relay agent (halimbawa, switch)

27
MAC address ng kliyente
14:d6:4d:a7:c9:55
Kulam
6
MAC address ng packet sender (client)

31
Padding ng address ng hardware ng kliyente

Kulam
10
Nakareserba ang upuan. Karaniwang puno ng mga zero

41
Pangalan ng host ng server

Linya
64
Pangalan ng DHCP server. Karaniwang hindi naipapasa

105
Pangalan ng boot file

Linya
128
Pangalan ng file sa server na ginagamit ng mga diskless na istasyon kapag nagbo-boot

235
Magic cookies
63: 82: 53: 63
Kulam
4
"Magic" na numero, ayon sa kung saan, kasama. maaari mong matukoy na ang packet na ito ay kabilang sa DHCP protocol

Mga pagpipilian sa DHCP. Maaaring pumunta sa anumang pagkakasunud-sunod

236
Numero ng opsyon
53
Disyembre
1
Opsyon 53, na tumutukoy sa uri ng packet ng DHCP

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

Haba ng opsyon
1
Disyembre
1

Halaga ng opsyon
1
Disyembre
1

Numero ng opsyon
50
Disyembre
1
Anong IP address ang gustong matanggap ng kliyente?

Haba ng opsyon
4
Disyembre
1

Halaga ng opsyon
172.16.134.61
Linya
4

Numero ng opsyon
55

1
Mga parameter ng network na hiniling ng kliyente. Maaaring mag-iba ang komposisyon

01 — Network mask
03 - Gateway
06 - DNS
oc — Hostname
0f - pangalan ng domain ng network
1c - address ng kahilingan sa broadcast (broadcast)
42 - Pangalan ng server ng TFTP
79 - Walang Klase na Static na Ruta

Haba ng opsyon
8

1

Halaga ng opsyon
01:03:06:0c:0f:1c:42:79

8

Numero ng opsyon
82
Disyembre

Opsyon 82, na nagpapadala ng MAC address ng repeater device at ilang karagdagang value.

Kadalasan, ito ang port ng switch kung saan tumatakbo ang end DHCP client. Ang opsyong ito ay naglalaman ng mga karagdagang parameter. Ang unang byte ay ang bilang ng "suboption", ang pangalawa ay ang haba nito, pagkatapos ay ang halaga nito.

Sa kasong ito, sa opsyon 82, ang mga sub-option ay naka-nest:
Agent Circuit ID = 00:04:00:01:00:04, kung saan ang huling dalawang byte ay ang DHCP client port kung saan nanggaling ang kahilingan

Agent Remote ID = 00:06:c8:be:19:93:11:48 - MAC address ng DHCP repeater device

Haba ng opsyon
18
Disyembre

Halaga ng opsyon
01:06
00:04:00:01:00:04
02:08
00:06:c8:be:19:93:11:48
Kulam

Katapusan ng pakete
255
Disyembre
1
Ang 255 ay sumisimbolo sa dulo ng pakete

DHCPOFFER

Sa sandaling matanggap ng server ang DHCPDISCOVER packet at kung nakita nito na maaari itong mag-alok sa kliyente ng isang bagay mula sa hiniling, pagkatapos ay bubuo ito ng tugon para dito - DHCPDISCOVER. Ang tugon ay ipinadala sa port "mula sa kung saan ito nanggaling", sa pamamagitan ng broadcast, dahil sa sandaling ito, ang kliyente ay wala pang IP address, samakatuwid maaari lamang nitong tanggapin ang packet kung ito ay ipinadala sa pamamagitan ng broadcast. Kinikilala ng kliyente na ito ay isang package para sa kanya sa pamamagitan ng kanyang MAC address sa loob ng package, pati na rin ang numero ng transaksyon na kanyang nabuo sa oras na nilikha ang unang pakete.

Talahanayan ng Istraktura ng Packet ng DHCPOFFER

Posisyon sa pakete
Pangalan ng halaga (karaniwan)
Halimbawa
Panimula
Byte
Linaw