udhcp源码详解（四） 之租赁IP的管理

Server端对于租赁出去的IP的管理是基于结构体dhcpOfferedAddr的，该结构体的定义是在leases.c文件里：（结构体的成员介绍说明见详解之数据结构）

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  1. struct dhcpOfferedAddr { 
  2.     uint8_t chaddr[16]; 
  3.     uint32_t yiaddr;    /* network order */
  4.     uint32_t expires;   /* host order */
  5. }; 

在dhcpd.c文件里用该结构体定义指向该结构数组的指针leases；

/* dhcpd.c */

#include <leases.h>

struct dhcpOfferedAddr *leases;

在读取完配置信息server_config后，就可以依据配置信息的内存为该结构数组申请内存空间了：

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  1. /*
  2. * strut dhcpOfferedAddr {
  3. *  uint8_t     chaddr[16];
  4. *  uint32_t    yiaddr;         //network order
  5. *  uint32_t    expires;        //host order
  6. * };
  7. *
  8. * 该结构数组leases是记录租赁出去的IP,   yiaddr
  9. * 租赁IP客户机的MAC, charddr
  10. * 租赁的到期时间,expires(从1970年1月1日00:00:00到租赁到期的总共的秒数)
  11. *
  12. * dhcp server启动后(可能是异常重启)
  13. * 所以要充server_config.file里读取上次为哪些客户机分配了IP
  14. * 并把读取到的内容添加到leases数组里
  15. */
  16. leases = xzalloc(server_config.max_leases * sizeof(struct dhcpOfferedAddr)); 
  17. read_leases(server_config.lease_file);  
  18. //server_config.lease_file = "/var/lib/misc/udhcpd.leases"

2). 查找租赁最早到期的租约：

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  1. /*
  2. * add a lease into the table, clearing out any old ones
  3. * add_lease是把MAC:chaddr, IP : yiaddr, expires: lease
  4. * 租赁信息添加到leases数组里
  5. * 函数首先调用clear_lease把数组里旧的删除掉(与chaddr or yiaddr相同的)
  6. * 从leases数组里找到最早到期的,再添加
  7. *
  8. * 返回oldest (NULL 表示未添加成功)
  9. */
  10. struct dhcpOfferedAddr *add_lease(uint8_t *chaddr, uint32_t yiaddr, unsigned long lease) 
  11. { 
  12. struct dhcpOfferedAddr *oldest; 
  14. /* clean out any old ones */
  15.     clear_lease(chaddr, yiaddr); 
  17. /* 从leases数组里找到一个最早到期的oldest,以便添加新的 */
  18.     oldest = oldest_expired_lease(); 
  20. if (oldest) //oldest != NULL ，Found...
  21.     { 
  22.         memcpy(oldest->chaddr, chaddr, 16); 
  23.         oldest->yiaddr = yiaddr; 
  25. /*
  26.          * 函数的第三个参数,即lease,表示的是租赁的剩余时间
  27.          * 在动态租赁数组leases里记录的租赁到期时间
  28.          *
  29.          * 所以 oldest->expires = time(0) + lease;
  30.          */
  31.         oldest->expires = time(0) + lease; 
  32.     } 
  34. return oldest; 
  35. } 

3). 通过MAC或IP查找租约：

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  1. /* Find the first lease that matches chaddr, NULL if no match */
  2. struct dhcpOfferedAddr *find_lease_by_chaddr(uint8_t *chaddr) 
  3. { 
  4.     unsigned int i; 
  6. for (i = 0; i < server_config.max_leases; i++) 
  7. if (!memcmp(leases[i].chaddr, chaddr, 16)) return &(leases[i]); 
  9. return NULL; 
  10. } 
  12. /* Find the first lease that matches yiaddr, NULL is no match */
  13. struct dhcpOfferedAddr *find_lease_by_yiaddr(uint32_t yiaddr) 
  14. { 
  15.     unsigned int i; 
  17. for (i = 0; i < server_config.max_leases; i++) 
  18. if (leases[i].yiaddr == yiaddr) return &(leases[i]); 
  20. return NULL; 
  21. } 

4). 检查IP addr是否被网络中主机所使用，若被使用的话添加到leases数组里：

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  1. /*
  2. * check is an IP is taken, if it is, add it to the lease table
  3. *
  4. * 检查addr is a free IP(网络中是否有主机使用addr)
  5. * if addr is a used IP, 把addr添加到租赁数组里
  6. *
  7. *  1. 返回0 表示addr 是a free IP
  8. *  2. 返回1表示addr已被网络中的某台主机使用了
  9. *      并且把使用addr的主机添加到leases数组里
  10. *      其中MAC: blank_chaddr, IP: addr, expires: server_config.confict_time(def: 3600sec)
  11. *
  12. */
  13. static int check_ip(uint32_t addr) 
  14. { 
  15. struct in_addr temp; 
  17. /* arpping()返回0表示addr used */
  18. if (arpping(addr, server_config.server, server_config.arp, server_config.interface) == 0) { 
  19.         temp.s_addr = addr; 
  20.         LOG(LOG_INFO, "%s belongs to someone, reserving it for %ld seconds", 
  21.             inet_ntoa(temp), server_config.conflict_time); 
  23. /*
  24.          * 因为刚在未在leases数组里找到这个已被used 的IP
  25.          * 所以要把这个used IP添加到leases数组里
  26.          * 租赁客户机MAC 为blank_chaddr(黑户)
  27.          * 租赁的IP即used IP(addr)
  28.          * 租赁时间:server_config.conflict_time
  29.          */
  30.         add_lease(blank_chaddr, addr, server_config.conflict_time); 
  31. return 1; 
  32.     } else return 0; 
  33. } 

5） 从可用IP地址池里找到一个可用的IP（a Free IP）

uint32_t find_address(int check_expire);

该函数的调用是在，server端接收到DHCPDISOCVER的报文的时候，会为client提供一个IP地址：

a) server首先利用client的MAC地址在leases数组里查找该client以前是否在这里租赁过IP，租赁过的话，把以前的IP提供给client

b) 第一种情况不满足的话，server会检查DHCPDISCOVER报文的选项字段，client是否有请求的IP（该选项信息的CODE ：DHCP_REQUESTED_IP），有的话检查该IP是否为Free，可以的话把Request IP提供给client。

c) 上面两种情况都不满足的话，就调用find_address这个函数了。

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  1. /*
  2. * find an assignable address, it check_expired is true,
  3. * we check all the expired leases as well.
  4. * Maybe this should try expired leases by age...
  5. *
  6. * 找到一个可分配的IP,如果check_expired is true,
  7. * 会检查所有到期租约
  8. * find_address()函数找到free IP 返回IP的值(network order)
  9. * 未找到返回0
  10. *
  11. */
  12. uint32_t find_address(int check_expired) 
  13. { 
  14.     uint32_t addr, ret; 
  15. struct dhcpOfferedAddr *lease = NULL; 
  17. /*
  18.      * 在端上进行计算比较的时候使用 host order
  19.      * 一般存储的时候采用 network order
  20.      *
  21.      * 遍历整个可分配地址server_config.start -- server_config.end
  22.      */
  23. /* addr is in host order here */
  24.     addr = ntohl(server_config.start); 
  25. for (;addr <= ntohl(server_config.end); addr++)  
  26.     { 
  27. /* ie, 192.168.55.0 */
  28. if (!(addr & 0xFF)) continue; 
  30. /* ie, 192.168.55.255 */
  31. if ((addr & 0xFF) == 0xFF) continue; 
  33. /*
  34.          * Only do if it isn't
  35.                  * an assigned as a static lease
  36.          * rexervedIP()检查addr是否在静态租赁链表里
  37.          * addr在静态链表的话,函数返回1,反之返回0
  38.          */
  39. if(!reservedIp(server_config.static_leases, htonl(addr))) 
  40.         { 
  41. /* lease is not taken */
  42.             ret = htonl(addr); 
  44. /* !(lease = find_lease_by_yiaddr(ret)) 地址addr是否已被租赁出去了 */
  45. if ((!(lease = find_lease_by_yiaddr(ret)) || 
  47. /*
  48.                      * or it expired and we are checking for expired leases
  49.                  * or 租赁出去的话,
  50.                  * addr是否是a free IP还取决与
  51.                  * lease_expired(lease)是否已到期和check_expired
  52.                  *
  53.                      */
  54.                     (check_expired  && lease_expired(lease))) && 
  56. /*
  57.                      * and it isn't on the network
  58.                      * 如果addr满足上面两个条件的其中一个
  59.                      * 1.!(lease = find_lease_by_yiaddr(ret)) 没有被租赁出去                    * 2.(check_expired && lease_expired(lease)) 已被租赁出去了,
  60.                      * 但租赁过期了(check_expired == ture)
  61.                      *
  62.                      * addr 满足上面条件之一,还要检查addr是否被网络上其他主机使用
  63.                      *
  64.                      * check_ip() 发送arp Request包确认addr是否被使用
  65.                      * 返回0, addr is a free IP
  66.                      */
  67.                     !check_ip(ret))  
  68.             { 
  69. return ret; 
  70. break; 
  71.             } 
  72.         } 
  73.     } 
  74. return 0; 
  75. } 
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原文地址：https://www.cnblogs.com/woainilsr/p/3181028.html