Jan Kończak

Ta strona jest tylko do odczytu. Możesz wyświetlić źródła tej strony ale nie możesz ich zmienić.
===== Automatyczna konfiguracja sieci - DHCP, NDP, DHCPv6  =====

==== Adresy link-local ====

Do umożliwienia komunikacji z innymi bezpośrednio podłączonymi urządzeniami,
urządzenie może samodzielnie ustawić sobie adres ze specjalnych sieci
169.254.0.0/16 (IPv4) lub fe80::/64 (IPv6). Adresy z tych sieci są ważne tylko
w obrębie połączenia (ang. //link-local//) i w związku z tym adresy z tych sieci
mogą być jednocześnie używane na wielu urządzeniach.
<small>Przy użyciu tych adresów konieczne jest wskazanie też interfejsu przez 
który ma następować komunikacja. W Linuksie prawidłowa składnia to
//adres%interfejs//, np. ''ping fe80::1%eth0''.</small>

<small>
Dla IPv4 ustawianie tych adresów realizowane jest na żądanie administratora przez
[[https://en.wikipedia.org/wiki/Zero-configuration_networking|zeroconf]]).
</small>

Protokół IPv6 określa, że urządzenie natychmiast po nawiązaniu połączenia
na warstwie łącza danych musi automatycznie ustawić sobie adres z sieci
fe80::/64.

Ustawianie adresów link-local przebiega następująco:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  - urządzenie samodzielnie wybiera adres (zwykle na podstawie swojego adresu MAC),
  - urządzenie sprawdza czy nikt inny nie ma takiego adresu (wysyłając [[bio-sk:lacza_danych#tlumaczenie_ip_na_mac|pakiet ARP lub Neighbor Solicitation]]),
  - urządzenie ustawia sobie wybrany adres, bądź ponawia procedurę (wybierając inny adres).

==== Adres z sieci lokalnej, brama i adres serwera DNS ====

Do zapewnienia dostępu do sieci lokalnej i internetu komputer potrzebuje adresu
IP (z sieci lokalnej), tras (zwykle wystarczy adres IP bramy domyślnej) i adresu
IP serwera nazw. Te adresy może ustawić:
  * ręcznie administrator (IPv4, IPV6),
  * urządzenie po uzyskaniu podstawowych informacji o sieci i samodzielnym wybraniu sobie adresu z sieci lokalnej (tylko IPv6),
  * urządzenie po otrzymaniu ich z serwera DHCP, który "wydzierżawia" temu urządzeniu na określony czas adres z sieci lokalnej (IPv4, IPV6).

==== DHCP - przydzielanie IPv4 ====

=== Działanie ===

<html><center><svg style="height:8em;border:2px #ddd solid;padding:0.25em;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" viewBox="0 0 95 26.1"><defs><marker id="g" markerHeight="1" markerWidth="1" orient="auto-start-reverse" overflow="visible" preserveAspectRatio="xMidYMid" viewBox="0 0 1 1"><g fill="context-stroke" stroke="context-stroke" transform="scale(.5)"><circle cx="4" r="1"/><circle cx="8" r="1"/><circle cx="12" r="1"/></g></marker><marker id="a" markerHeight="1" markerWidth="1" orient="auto-start-reverse" overflow="visible" preserveAspectRatio="xMidYMid" viewBox="0 0 1 1"><g fill="context-stroke" stroke="context-stroke" transform="scale(.5)"><circle cx="4" r="1"/><circle cx="8" r="1"/><circle cx="12" r="1"/></g></marker><marker id="b" markerHeight="1" markerWidth="1" orient="auto-start-reverse" overflow="visible" preserveAspectRatio="xMidYMid" refX="5.5" viewBox="0 0 1 1"><path fill="context-stroke" fill-rule="evenodd" d="m0 0 5-5-17.5 5L5 5z"
transform="scale(-.5)"/></marker></defs><g stroke-width=".3" transform="translate(4.2 -8.5)"><path fill="none" stroke="#000" marker-end="url(#a)" d="M7 10.6h35.3"/><path fill="none" stroke="#000" marker-end="url(#a)" d="M7 24.7h35.3"/><path id="c" fill="none" stroke="#880" stroke-width=".3" marker-end="url(#b)" d="m8.5 10.6 7 14"/><path fill="none" stroke="#000" marker-end="url(#a)" d="M7 31.8h35.3"/><path fill="none" stroke="#880" marker-end="url(#b)" d="m8.5 10.6 7 21.2"/><path id="d" fill="none" stroke="#008" stroke-width=".3" marker-end="url(#b)" d="m17 24.6 7.1-14"/><path fill="none" stroke="#008" marker-end="url(#b)" d="m17 31.7 12.6-21.1"/><path id="e" fill="none" stroke="#800" stroke-width=".3" marker-end="url(#b)" d="m25.4 10.6 7 14"/><path id="f" fill="none" stroke="#080" stroke-width=".3" marker-end="url(#b)" d="m33.9 24.7 7-14.1"/><text xml:space="preserve" fill="#880" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%" transform="translate(.5 -.5)"><textPath
xlink:href="#c" stroke="none">DISCOVER</textPath></text><text xml:space="preserve" fill="#008" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%" transform="translate(1.3 -3.8)"><textPath xlink:href="#d" stroke="none">OFFER</textPath></text><text xml:space="preserve" fill="#800" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%" transform="translate(1 1)"><textPath xlink:href="#e" stroke="none">REQUEST</textPath></text><text xml:space="preserve" fill="#080" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%" transform="translate(2.7 -6.7)"><textPath xlink:href="#f" stroke="none">ACK</textPath></text><path fill="none" stroke="#000" marker-end="url(#a)" marker-start="url(#g)" d="M46.6 10.6h20.2"/><path fill="none" stroke="#000" marker-end="url(#a)" marker-start="url(#g)" d="M46.6 24.7h19.7"/><path fill="none" stroke="#000" marker-end="url(#a)" marker-start="url(#g)" d="M46.6 31.8h19.7"/><path
fill="none" stroke="#800" marker-end="url(#b)" d="m49.4 10.6 7 14"/><path fill="none" stroke="#080" marker-end="url(#b)" d="m57.9 24.7 7-14.1"/><text xml:space="preserve" fill="#800" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%" transform="translate(25 1)"><textPath xlink:href="#e" stroke="none">REQUEST</textPath></text><text xml:space="preserve" fill="#080" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%" transform="translate(26.7 -6.7)"><textPath xlink:href="#f" stroke="none">ACK</textPath></text><path fill="none" stroke="#000" marker-start="url(#g)" d="M70.6 10.6h20.2"/><path fill="none" stroke="#000" marker-start="url(#g)" d="M70.6 24.7h20.2"/><path fill="none" stroke="#000" marker-start="url(#g)" d="M70.6 31.8h20.2"/><path fill="none" stroke="purple" marker-end="url(#b)" d="m73.8 10.6 7.1 14"/><text xml:space="preserve" fill="purple" stroke="#000" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%"
transform="translate(50 1)"><textPath xlink:href="#e" stroke="none">RELEASE</textPath></text><text xml:space="preserve" x="7.1" y="11.3" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:82.7%" text-anchor="end"><tspan x="7.1" y="11.3" style="line-height:82.7%">Klient</tspan></text><text xml:space="preserve" x="7.2" y="24.8" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:82.7%" text-anchor="end"><tspan x="7.2" y="24.8" style="line-height:82.7%">Serwer</tspan><tspan x="7.2" y="27.5" style="line-height:82.7%">DHCP</tspan></text><text xml:space="preserve" x="7.2" y="31.9" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:82.7%" text-anchor="end"><tspan x="7.2" y="31.9" style="line-height:82.7%">Serwer</tspan><tspan x="7.2" y="34.5" style="line-height:82.7%">DHCP</tspan></text><text xml:space="preserve" x="45.9" y="27.5" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%"><tspan x="45.9" y="27.5">odświeżenie</tspan><tspan x="45.9"
y="30.7">dzierawy</tspan></text> <text xml:space="preserve" x="70.9" y="27.8" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%"><tspan x="70.9" y="27.8">zwolnienie</tspan><tspan x="70.9" y="31">adresu</tspan></text><text xml:space="preserve" x="20.8" y="27.5" font-family="'DejaVu Sans Mono'" font-size="3.2" style="line-height:100%"><tspan x="20.8" y="27.5">pobranie</tspan><tspan x="20.8" y="30.7">adresu</tspan></text><path fill="none" stroke="#888" d="M44.5 8.5v25.4M68.4 9.2v25.4"/></g></svg></center></html>
Przebieg (bezproblemowego) pobrania adresu z serwera DHCP i późniejszego działania klienta:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  - klient wysyła komunikat DISCOVER na adres rozgłoszeniowy (255.255.255.255),
  - serwery odpowiadają komunikatem OFFER zawierającym proponowany adres IP i czas dzierżawy, informacje o trasie domyślnej, serwerach DNS (<small>i, jeśli skonfigurowano, o innych ustawieniach sieci</small>),
  - klient w odpowiedzi na pierwszą ofertę wysyła REQUEST prosząc o wydzierżawienie adresu IP,
  - serwery potwierdza komunikatem ACK wydzierżawienie adresu (z zawartością podobną jak OFFER),
  - każdorazowo przed upływem czasu dzierżawy klient wysyła ponownie REQUEST i otrzymuje kolejny ACK (przedłużający dzierżawę),
  - jeśli klient kończy używać adres IP przed upływem czasu dzierżawy, może wysłać komunikat RELEASE.
  
<small>W komunikatach DISCOVER, OFFER, REQUEST i ACK mogą być przekazywane
dodatkowo //opcje// które informują klienta/serwer o ustawieniach sieci/klienta.
Pozwalają one np. ustawić serwer czasu, poinformować serwer o nazwie urządzenia
klienta, określić jaka jest nazwa domenowa komputerów w sieci, przesłać do
urządzenia informacje o dodatkowych trasach.
Lista zdefiniowanych opcji jest
[[https://www.iana.org/assignments/bootp-dhcp-parameters/bootp-dhcp-parameters.xhtml|tutaj]].
</small>

=== Pobieranie adresów ===

Przykładowe implementacje klientów DHCP:
  * ''[[https://www.isc.org/downloads/dhcp/|dhclient]]'' – klient rozwijany wraz z serwerem ISC DHCP
    * żądanie adresu IP: ''dhclient [-d] [-v] //eth0//''
    * uwolnienie adresu IP: ''dhclient -r //eth0//''
  * ''[[https://roy.marples.name/projects/dhcpcd|dhcpcd]]'' – popularny klient DHCP dla Linuksów
    * żądanie adresu IP: ''dhcpcd -4 [-d] [-d] //eth0//''
    * uwolnienie adresu IP: ''dhcpcd -4 -k //eth0//''
  * ''[[https://en.wikipedia.org/wiki/Udhcpc|udhcpc]]'' – fragment busyboxa, popularny na urządzeniach wbudowanych
    * żądanie adresu IP: ''udhcpc -i //eth0//''

=== Podstawy konfiguracji ===

[[https://pl.wikipedia.org/wiki/Dnsmasq|Dnsmasq]] jest popularnym
niewielkim serwerem DNS i DHCP. Zwykle konfiguruje się jego zachowanie 
[[https://thekelleys.org.uk/gitweb/?p=dnsmasq.git;a=blob;f=dnsmasq.conf.example|w pliku konfiguracyjnym]],
na potrzeby laboratorium wszystkie opcje podawane są z linii komend.

Serwer DHCP wymaga, żeby na interfejsie z którego przyszła prośba o IP był już
nadany adres IP z sieci z której ma przydzielić adres IP.

Przykładowa komenda do uruchomienia samego serwera DHCP używając dnsmasq:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=192.168.0.100,192.168.0.199
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
Opcja ''-d'' uruchamia ''dnsmasq'' w trybie diagnostycznym (zajmuje terminal i
wypisuje na niego komunikaty diagnostyczne),
\\
''-p0'' wyłącza działanie ''dnsmasq'' jako serwer DNS,
\\
''--interface=…'' wskazuje na którym urządzeniu serwer ma działać,
\\
natomiast ''--dhcp-range=…'' określa które adresy IP mają być przydzielane.

<small>
Zbiór adresów do przydzielania przez serwer DHCP nazywa się pulą adresów                                                                                                                                                                                                                                                                            
(address pool).
</small>

Często ustawia się serwer DHCP tak, by zawsze przydzielał wskazanym urządzeniom
konkretne adresy. W tym celu definiuje się **statyczne dzierżawy** (//static leases//),
czyli mówi który adres jest zajęty/zarezerwowany przez np. przez wskazany MAC.
\\
Przykład takiej konfiguracji w ''dnsmasq'':
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=192.168.0.100,192.168.0.150 \
          --dhcp-host=7e:04:fe:43:67:41,192.168.0.123,laptop               \
          --dhcp-host=b6:d0:06:16:49:80,192.168.0.245                
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
gdzie np. ''7e:04:fe:43:67:41'' to MAC urządzenia które ma zawsze dostawać adres 
''192.168.0.123'' i mieć proponowaną nazwę hosta ''laptop''.

<small>
Domyślnie serwer ''dnsmasq'' ustawia adres własny IP jako trasę domyślną,
proponuje siebie jako sewer DNS (''dnsmasq'' normalnie działa jako DNS i DHCP
jednocześnie). Można zmienić to zachowanie podając własne wartości tych czy
innych opcji, np. komendą:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=ethA --dhcp-range=192.168.0.100-192.168.0.199 \
          --dhcp-option option:dns-server,150.254.5.4,150.254.5.11         \
          --dhcp-option=option:ntp-server,150.254.5.25                     \
          --domain=cs.put.poznan.pl
</small>

==== NDP - informowanie o konfiguracji IPv6 ====

=== Działanie ===

Do IPv6 włączono protokół NDP pozwalający, poza wyszukaniem adresu MAC który ma
komputer ze wskazanym IPv6, poznać podstawowe informacje o sieci.
\\
W IPv6 routery powinny periodyczne i na żądanie (//Router Solicit//, RS) wysyłać
komunikat //Router Advertisment// (RA).  

Komunikaty RA mogą zawierać:
  * listę prefiksów (sieci IPv6) z informacją czy urządzenie może samo wybrać sobie adres z tej sieci,
  * informacje czy w sieci jest serwer DHCPv6, oraz:
    * czy należy go użyć do pobrania adresów IPv6,
    * czy można go prosić o dodatkowe informacje o sieci,
  * listę serwerów DNS,
  * <small>nazwę domenową komputerów w sieci</small>.
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
Dodatkowo urządzenia uznają adres z którego otrzymano RA za trasę domyślną.
<small>Jeśli tak nie jest, przy próbie użycia tego routera jako bramy domyślnej
dostaną w odpowiedzi komunikat //Redirect// ze wskazaniem właściwej trasy.</small>

Do wysłania komunikatu //Router Solicit// i wyświetlenia otrzymanych RA można
użyć narzędzia **''rdisc6''**, np:
\\
''rdisc6 br0''

=== Samodzielna konfiguracja adresów (SLAAC) ===

Jeśli RA wskazuje że urządzenie może samo wybrać adresy IP ze wskazanych sieci,
to urządzenie wykonuje taką konfigurację automatycznie. Taką konfigurację
nazywa się //Stateless Adress Autoconfiguration// (SLAAC).

<small>
W Linuksie jeśli urządzenie jest ustawione jako router (ma włączone przekazywanie
pakietów), to domyślnie ignoruje RA.
(Odszukaj [[https://docs.kernel.org/networking/ip-sysctl.html|tutaj]] klucza
''accept_ra''). Można wyświetlić bieżące ustawienia przetwarzania RA komendą
''sysctl -ar 'accept_ra$''.
</small>

=== Konfiguracja ===

Podobnie jak dla IPv4, do przykładowej konfiguracji wykorzystane jest narzędzie
''dnsmasq'', i podobnie jak dla IPv4, do poprawnego działania należy najpierw
ustawić adres z sieci na wskazanym interfejsie.

Przykładowa komenda do ustawienia wysyłania RA i określenia że urządzenia mają
wszystko zrobić samodzielnie:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=fd00::,ra-only

Przykładowa komenda wskazująca dodatkowo serwery DNS i lokalna domenę:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=fd00::,ra-only                       \
          --dhcp-option=option6:domain-search,cs.put.poznan.pl                      \
          --dhcp-option=option6:dns-server,[2001:808:201::5:4],[2001:808:201::5:11]

==== NDP + DHCPv6 ====

Jeżeli możliwości NDP są niewystarczające lub administrator chce decydować
o tym jakie adresy zostaną przyznane urządzeniom, może w RA nakazać użycie
serwera DHCPv6.

Protokół DHCPv6 działa podobnie do DHCP, jedynie klient do zażądania dodatkowej
konfiguracji (jeśli nie prosi o adres) wysyła INFORMATION-REQUEST
zamiast odpowiednika((W DHCPv6 zmieniono nazwy komunikatów w porównaniu z DHCP,
nawet dla komunikatów których semantyka została bez zmian.)) DISCOVER.

=== Pobieranie adresów bądź dodatkowej konfiguracji z serwera DHCPv6 ===

Przykładowe komendy ustawiające IPv6 z użyciem serwera DHCPv6:
  * dhclient
    * żądanie konfiguracji: ''dhclient -6 [-d] [-v] //eth0//''
    * uwolnienie adresu (jeśli został nadany): ''dhclient -6 -r //eth0//''
  * dhcpcd
    * żądanie konfiguracji: ''dhcpcd -6 [-d] [-d] //eth0//''
    * uwolnienie adresu (jeśli został nadany): ''dhcpcd -6 -k //eth0//''

=== SLAAC + dodatkowa konfiguracja z DHCPv6 ===

Przykładowa komenda konfigurująca wysyłanie RA pozwalającego samodzielnie
wybrać adres, ale dostarczająca dodatkowych ustawień z użyciem DHCPv6:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=fd00::,ra-stateless                  \
          --dhcp-option=option6:domain-search,cs.put.poznan.pl                      \
          --dhcp-option option6:dns-server,[2001:808:201::5:4],[2001:808:201::5:11] \
          --dhcp-option option6:ntp-server,[2001:808:201::5:25]

=== DHCPv6 ===

Przykładowa komenda konfigurująca wysyłanie RA nakazującego użycie DHCPv6
i dostarczająca adresy IPv6 po DHCPv6:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=fd00::1,fd00::f --enable-ra

Przykładowa komenda konfigurująca wysyłanie RA nakazującego użycie DHCPv6
i dostarczająca adresy IPv6  i dodatkową konfigurację sieci po DHCPv6:
<html><div style="margin-top:-1.2em"></div></html>
  dnsmasq -d -p0 --interface=eth0 --dhcp-range=fd00::1,fd00::f --enable-ra          \
          --dhcp-option=option6:domain-search,cs.put.poznan.pl                      \
          --dhcp-option option6:dns-server,[2001:808:201::5:4],[2001:808:201::5:11] \
          --dhcp-option option6:ntp-server,[2001:808:201::5:25]             

=== Static leases w DHCPv6 ===

Do przydzielania konkretnym urządzeniom wybranych adresów IPv6 protokół DHCPv6
przewiduje użycie, do określania o które urządzenie chodzi, identyfikatora
[[https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc8415#section-11|DUID]] wybieranego
przez klienta. Ustawiając statyczną dzierżawę najprościej znaleźć użyty przez
klienta DUID i skopiować go do konfiguracji – DUID może być generowany na
kilka sposobów i nie wszystkie z tych sposobów zawierają adres MAC.
Jan Kończak

Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny

Narzędzia strony
