Skip to content
This repository has been archived by the owner on Sep 9, 2021. It is now read-only.

Романов Алексей 3530901/70201 lab2s (DHCP server) #68

Closed
wants to merge 3 commits into from
Closed

Романов Алексей 3530901/70201 lab2s (DHCP server) #68

wants to merge 3 commits into from

Conversation

Lexcorp3439
Copy link

@Lexcorp3439 Lexcorp3439 commented Jan 8, 2021 •
edited
Loading

Лабораторная №2 пункт с: DHCP Сервер

Сборка

Сборка осуществляется с помощью Maven и JDK 1.8.
Для удобства в репозиторий помещён Maven Wrapper.
Эта утилита скачает необходимую версию Maven.
Таким образом в системе должен присутствовать только JDK 1.8.

Команда сборки:

./mvnw package

Запуск

Запустить сервер можно тут же на месте, запустив после сборки команду:

./mvnw exec:java -Dexec.args='[-address ADDRESS] [-listen LISTEN] [-port PORT] [-broadcast BROADCAST] <-config CONFIG>'

Описание опций:

  • address -- идентификатор сервера в виде IP адреса (по смыслу должен быть адрес хоста)
  • listen -- адрес, на котором следует прослушивать сообщения UDP
  • port -- порт, который следует прослушивать
  • broadcast -- адрес, на который следует посылать широковещательные сообщения UDP
  • config -- обязательная опция; файл, где описана конфигурация сервера

Кроме аргументов необходимо иметь файл с описанием конфигурации на языке TOML.
Ниже приведён пример конфигурации, с помощью которого проводилось ручное тестирование.

server-hostname = 'dhcp-host'

range.start = '10.23.0.100' # начало промежутка выделяемых адресов
range.stop = '10.23.0.150'  # конец промежутка выделяемых адресов

# Некоторые опции, которые стоит указать
[options]
router = [ '10.23.0.2' ]
broadcast = '10.23.1.255'
mask = '255.255.254.0'
domain-name = 'example.com'
domain-nameserver = [ '8.8.8.8', '8.8.4.4' ]

# Список хостов со статическими адресами
[[host]]
hardware-ethernet = '52:54:00:c2:89:1e'
address = '10.23.0.51'

# Опции только для этого хоста
[host.options]
hostname = 'dummy-host'

Реализация

Был реализован RFC 2131
(с допущением, что DHCP сервер обслуживает только одну подсеть) и
часть опции из RFC 2132.

Тестирование

Для полноценного тестирования было бы здорово настроить интерфейс реальной ОС с помощью этого DHCP сервера.
Было решено использовать сеть из виртуальных машин. Вот что было для этого сделано.

Создание сетевого интерфейса

Чтобы не пугать участников локальной сети DHCP своим сервером, был создан виртуальный сетевой интерфейс vbr0.

ip link add vrt0 type dummy
ip link add name vbr0 type bridge
ip link set dev vbr0 up
ip link set dev vrt0 master vbr0
ip addr add 10.23.0.2/23 brd 255.255.254.0 dev vbr0
ip link set vbr0 address 00:fc:34:12:00:01

Вывод команды ip addr show dev vbr0:

17: vbr0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:fc:34:12:00:01 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.23.0.2/23 brd 255.255.254.0 scope global vbr0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::d0f8:d7ff:fef2:d2c/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

Создание виртуальных машин

Для работы с виртуальными машинами был использован менеджер виртуальных машин от RedHat.
Было создано две виртуальных машины на основе дистрибутива Alpine Linux Virtual 3.12.1.
Обе виртуальные машины были подключены к созданному ранее мосту vbr0.
На каждой виртуальной машине был настроен интерфейс eth0 на получение настроек по DHCP (команда setup-interfaces).

После этого, командой ip link show dev eth0 был получен ethernet (MAC) адрес на каждой виртуальной машине.

Адреса виртуальных машин:

  1. 52:54:00:bb:40:b4
  2. 52:54:00:c2:89:1e

Адреса не совпали с заданным ранее адресом для vbr0 и друг другом, как и следовало.
Второй адрес был записан в конфигурационный файл для статического определения IP адреса.

Ловля пакетов

Для отладки любого протокола существуют инструменты для дампа передаваемых данных.
Для данной работы была использована утилита tcpdump, которая была запущена со следующими параметрами.

tcpdump -vv -i vbr0 port 67 or port 68

По протоколу DHCP ответы следует принимать на порту 68.
Фильтр можно было и более точный прописать, но в данной ситуации
не ожидается получить что-то от другого сетевого взаимодействия.

Позже мы вернёмся к выводу данной команды.

Запуск сервера

Запустим сервер через Maven от имени root (чтобы получить доступ к well-known портам).

sudo ./mvnw exec:java -Dexec.args='-config=config.toml -address=10.23.0.2 -listen=0.0.0.0 -broadcast=10.23.1.255'

Запуск клиентов

Теперь необходимо осуществить поднятие сетевых интерфейсов на виртуальных машинах.
Для этого на каждой виртуальной машине следует ввести команду.

ifup eth0

Вывод после работы данной команды:

Машина 1:

localhost:~# ifup eth0
udhcpc: started, v1.31.1
udhcpc: sending discover
udhcpc: sending select for 10.23.0.151
udhcpc: lease of 10.23.0.151 obtained, lease time 1000

localhost:~# cat /etc/resolv.conf
search example.com
nameserver 8.8.8.8
nameserver 8.8.4.4

localhost:~# ip addr show dev eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:bb:40:b4 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.23.0.151/23 brd 10.23.1.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::5054:ff:febb:40b4/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

Машина 2:

localhost:~# ifup eth0
udhcpc: started, v1.31.1
udhcpc: sending discover
udhcpc: sending select for 10.23.0.51
udhcpc: lease of 10.23.0.51 obtained, lease time 1000

localhost:~# cat /etc/resolv.conf
search example.com
nameserver 8.8.8.8
nameserver 8.8.4.4

localhost:~# ip addr show dev eth0
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 52:54:00:c2:89:1e brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.23.0.51/23 brd 10.23.1.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::5054:ff:fec2:891e/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

Это пока нарушает логическую цепочку, но часть выводов от виртуальных машин была передана через команды:

nc -l 10.23.0.2 2323 # хост

ip addr show eth0 | nc 10.23.0.2 2323 # гость

Но закроем на это глаза и порадуемся выводу команды ping (опять передав его через nc).

Машина 2:

localhost:~# ping 10.23.0.2
PING 10.23.0.2 (10.23.0.2): 56 data bytes
64 bytes from 10.23.0.2: seq=0 ttl=64 time=0.139 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=1 ttl=64 time=0.314 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=2 ttl=64 time=0.325 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=3 ttl=64 time=0.218 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=4 ttl=64 time=0.218 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=5 ttl=64 time=0.309 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=6 ttl=64 time=0.281 ms
64 bytes from 10.23.0.2: seq=7 ttl=64 time=0.274 ms

Попробуем выйти в Интернет. Сначала убедимся, что опция router
применилась и в таблице маршрутизации у нас есть нужный маршрут.

Машина 1:

localhost:~# ip route
default via 10.23.0.2 dev eth0  metric 202 
10.23.0.0/23 dev eth0 scope link  src 10.23.0.151

Маршрут верный. Значение default это адрес хостовой ОС.

Машина 1:

localhost:~# ping google.ru
ping: bad address 'google.ru'

Адрес почему-то не ресолвится. Дело в том, что на хостовой системе не включена опция форвардинга.
Для этого необходимо включить net.ipv4.ip_forward в настройках ядра системы.
Но не будем этого делать, так как DHCP сервер работает, а большего и не надо.

Анализ пойманных пакетов

Вернёмся к утилите tcpdump и посмотрим, что она выдала.

Всего она поймала 39 DHCP пакетов.

Дампы DHCP Discover запроса и ответа DHCP Offer.

00:25:36.824969 IP (tos 0x0, ttl 64, id 0, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 328)
    0.0.0.0.bootpc > 255.255.255.255.bootps: [udp sum ok] BOOTP/DHCP, Request from 52:54:00:bb:40:b4 (oui Unknown), length 300, xid 0xbe19fb6c, secs 3, Flags [none] (0x0000)
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:bb:40:b4 (oui Unknown)
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    DHCP-Message Option 53, length 1: Discover
	    Client-ID Option 61, length 7: ether 52:54:00:bb:40:b4
	    MSZ Option 57, length 2: 576
	    Parameter-Request Option 55, length 7: 
	      Subnet-Mask, Default-Gateway, Domain-Name-Server, Hostname
	      Domain-Name, BR, NTP
	    Vendor-Class Option 60, length 12: "udhcp 1.31.1"
	    Hostname Option 12, length 9: "localhost"
00:25:36.829242 IP (tos 0x0, ttl 64, id 52384, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 604)
    Mars.bootps > 10.23.1.255.bootpc: [bad udp cksum 0x1888 -> 0x38aa!] BOOTP/DHCP, Reply, length 576, xid 0xbe19fb6c, Flags [none] (0x0000)
	  Your-IP 10.23.0.151
	  Server-IP Mars
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:bb:40:b4 (oui Unknown)
	  sname "dhcp-host"
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    Server-ID Option 54, length 4: Mars
	    DHCP-Message Option 53, length 1: Offer
	    Lease-Time Option 51, length 4: 1000
	    Subnet-Mask Option 1, length 4: 255.255.254.0
	    Default-Gateway Option 3, length 4: Mars
	    Domain-Name-Server Option 6, length 8: 8.8.8.8,8.8.4.4
	    Domain-Name Option 15, length 11: "example.com"
	    BR Option 28, length 4: 10.23.1.255
	    MSG Option 56, length 7: "offered"

В этом выводе всё соответствует ожиданиям, только слегка напрягает bad udp cksum в ответе.

По запросу видно, что это первая виртуальная машина. Кроме этого server-id помечен как Mars.
Это показывает особенность tcpdump. Он получил имя хоста с адресом 10.23.0.2.

Далее рассмотрим пару DHCP Request и DHCP Ack

00:25:36.829589 IP (tos 0x0, ttl 64, id 0, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 331)
    0.0.0.0.bootpc > 255.255.255.255.bootps: [udp sum ok] BOOTP/DHCP, Request from 52:54:00:bb:40:b4 (oui Unknown), length 303, xid 0xbe19fb6c, secs 3, Flags [none] (0x0000)
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:bb:40:b4 (oui Unknown)
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    DHCP-Message Option 53, length 1: Request
	    Client-ID Option 61, length 7: ether 52:54:00:bb:40:b4
	    Requested-IP Option 50, length 4: 10.23.0.151
	    Server-ID Option 54, length 4: Mars
	    MSZ Option 57, length 2: 576
	    Parameter-Request Option 55, length 7: 
	      Subnet-Mask, Default-Gateway, Domain-Name-Server, Hostname
	      Domain-Name, BR, NTP
	    Vendor-Class Option 60, length 12: "udhcp 1.31.1"
	    Hostname Option 12, length 9: "localhost"
00:25:36.830741 IP (tos 0x0, ttl 64, id 52385, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 604)
    Mars.bootps > 10.23.1.255.bootpc: [bad udp cksum 0x1888 -> 0x73ac!] BOOTP/DHCP, Reply, length 576, xid 0xbe19fb6c, Flags [none] (0x0000)
	  Your-IP 10.23.0.151
	  Server-IP Mars
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:bb:40:b4 (oui Unknown)
	  sname "dhcp-host"
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    Server-ID Option 54, length 4: Mars
	    DHCP-Message Option 53, length 1: ACK
	    Lease-Time Option 51, length 4: 1000
	    RN Option 58, length 4: 990
	    RB Option 59, length 4: 1000
	    Subnet-Mask Option 1, length 4: 255.255.254.0
	    Default-Gateway Option 3, length 4: Mars
	    Domain-Name-Server Option 6, length 8: 8.8.8.8,8.8.4.4
	    Domain-Name Option 15, length 11: "example.com"
	    BR Option 28, length 4: 10.23.1.255
	    MSG Option 56, length 8: "assigned"

Опять странный bad udp cksum в ответе, а в остальном всё правильно.

Пример обновления адреса второй виртуальной машины:

00:42:21.291779 IP (tos 0x0, ttl 64, id 0, offset 0, flags [none], proto UDP (17), length 331)
    0.0.0.0.bootpc > 255.255.255.255.bootps: [udp sum ok] BOOTP/DHCP, Request from 52:54:00:c2:89:1e (oui Unknown), length 303, xid 0xd7642c4f, Flags [none] (0x0000)
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:c2:89:1e (oui Unknown)
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    DHCP-Message Option 53, length 1: Request
	    Client-ID Option 61, length 7: ether 52:54:00:c2:89:1e
	    Requested-IP Option 50, length 4: 10.23.0.51
	    Server-ID Option 54, length 4: Mars
	    MSZ Option 57, length 2: 576
	    Parameter-Request Option 55, length 7: 
	      Subnet-Mask, Default-Gateway, Domain-Name-Server, Hostname
	      Domain-Name, BR, NTP
	    Vendor-Class Option 60, length 12: "udhcp 1.31.1"
	    Hostname Option 12, length 9: "localhost"
00:42:21.292350 IP (tos 0x0, ttl 64, id 35375, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 604)
    Mars.bootps > 10.23.1.255.bootpc: [bad udp cksum 0x1888 -> 0xe33e!] BOOTP/DHCP, Reply, length 576, xid 0xd7642c4f, Flags [none] (0x0000)
	  Your-IP 10.23.0.51
	  Server-IP Mars
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:c2:89:1e (oui Unknown)
	  sname "dhcp-host"
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    Server-ID Option 54, length 4: Mars
	    DHCP-Message Option 53, length 1: ACK
	    Lease-Time Option 51, length 4: 1000
	    RN Option 58, length 4: 990
	    RB Option 59, length 4: 1000
	    Subnet-Mask Option 1, length 4: 255.255.254.0
	    Default-Gateway Option 3, length 4: Mars
	    Domain-Name-Server Option 6, length 8: 8.8.8.8,8.8.4.4
	    Hostname Option 12, length 10: "dummy-host"
	    Domain-Name Option 15, length 11: "example.com"
	    BR Option 28, length 4: 10.23.1.255
	    MSG Option 56, length 8: "assigned"

В этом выводе можно увидеть опцию hostname, которую мы специально указывали для этой машины в
конфигурации DHCP сервера.

Попробуем теперь остановить DHCP клиент на одной из машин.

Вторая виртуальная машина:

ifdown eth0

В ответ на эту команду был остановлен DHCP клиент и сервер получил ответ следующего содержания.

01:11:12.457103 IP (tos 0x0, ttl 64, id 60535, offset 0, flags [DF], proto UDP (17), length 328)
    10.23.0.51.bootpc > Mars.bootps: [udp sum ok] BOOTP/DHCP, Request from 52:54:00:c2:89:1e (oui Unknown), length 300, xid 0x188b4e10, secs 237, Flags [none] (0x0000)
	  Client-IP 10.23.0.51
	  Client-Ethernet-Address 52:54:00:c2:89:1e (oui Unknown)
	  Vendor-rfc1048 Extensions
	    Magic Cookie 0x63825363
	    DHCP-Message Option 53, length 1: Release
	    Client-ID Option 61, length 7: ether 52:54:00:c2:89:1e
	    Server-ID Option 54, length 4: Mars

А в логе сервера появилась запись:

01:11:12.457 [com.github.lexcorp3439.net.lab2.dhcp.Server.main()] INFO Server - request Release from 52:54:00:C2:89:1E

@wrbbz wrbbz added the Вторая лабораторная Реальные UDP протоколы label Jan 8, 2021
@Lexcorp3439 Lexcorp3439 changed the title Романов Алексей 3530901/70201 lab2c Романов Алексей 3530901/70201 lab2s Jan 16, 2021
@Lexcorp3439 Lexcorp3439 changed the title Романов Алексей 3530901/70201 lab2s Романов Алексей 3530901/70201 lab2s (DHCP server) Jan 16, 2021
@wrbbz
Copy link
Contributor

wrbbz commented Jan 17, 2021

Есть небольщой косяк:

vagrant@ubuntu2004:~/2020H2$ sudo java -jar target/dhcp-server-1.0-SNAPSHOT.jar -config=config.toml -address=10.4.20.2 -listen=0.0.0.0 -broadcast=10.4.20.255
Error: Unable to initialize main class com.github.lexcorp3439.net.lab2.dhcp.Server
Caused by: java.lang.NoClassDefFoundError: org/kohsuke/args4j/CmdLineException

Однако, через

vagrant@ubuntu2004:~/2020H2$ sudo ./mvnw exec:java -Dexec.args='-config=config.toml -address=10.4.20.2 -listen=0.0.0.0 -broadcast=10.4.20.255'

Все ок

@Lexcorp3439
Copy link
Author

Lexcorp3439 commented Jan 17, 2021 •
edited
Loading

Убрал из отчета такой способ запуска)))))))

@Lexcorp3439 Lexcorp3439 reopened this Jan 17, 2021
@wrbbz wrbbz closed this Jan 18, 2021
Sign up for free to subscribe to this conversation on GitHub. Already have an account? Sign in.
Reviewers
No reviews
Assignees
No one assigned
Labels
Вторая лабораторная Реальные UDP протоколы Зачтено
Projects
None yet
Milestone
No milestone
Development

Successfully merging this pull request may close these issues.
2 participants
@Lexcorp3439 @wrbbz