udhcp源码详解（二）之定义的结构体

udhcp源码详解（二）             之定义的结构体

Author : hui <632254504@qq.com>

From : <http://blog.youkuaiyun.com/hui_love2046>

Created : 2010-10-2     ---   2010-10-3

 

定义的数据结构对于C程序的重要性，不言而喻。面向对象设计的程序是一个个对象的集合，而面向过程语言设计的程序则是数据结构与算法的集合。

下面来分析的是dhcp server中的定义结构体：

 

1）、在packet.h文件里定义了DHCP报文的格式：

 

struct dhcpMessage报文的字段虽然都有注释，但还是有必要讲下options字段。

options在大多文档中的说法是可选字段，大小不定，对于这个字段的重要性没有太多的强调。其实在DHCP交互过程，客户得到IP的配置过程，这个options字段有着很重要的作用，传递个很多不可或缺的信息。

例如Server与Client交互时，数据包的类型，是通过该字段的指示的。还有Client要成功连接到互联网，不只是需要IP，还需要其他的配置信息，如Dns、Router、Subnet等信息，Server就是通过options字段把这些信息传递给Client。(查看options支持哪些选项信息可以查看文档RFC2132)

 

问题来啦！！

这么多信息都放到一个字段，怎么合理的组织在一起呢，怎么能让交互双方准确的从这个字段取到相应的信息呢？

 

options字段才用“CLV“方式组织数据信息，OPT_CODE：标识号，唯一标识后面的信息内容；占1byte；OPT_LEN：长度，表示后面信息内容的长度，占1byte；value(OPT_DATA)：信息内容，其长度由OPT_LEN所指定，以byte为单位(RFC2132文档给出所有支持选项的OPT_CODE，和可以确定长度的OPT_LEN的值)

 

CLV 的数据组织方式：

       0                     1                2                                        +Length

Code

Length

DATA

      

       这是一种很漂亮的把多种数据信息组织在一个字段的方式，后面会看到对options字段相应的操作函数，这些函数就是根据CLV的方式对数据进行提取或者组织的。

      

另外options字段存储的信息分为三大类：

              ①    DHCP_PADDING  填充字节       //读取的信息时候注意跳过

②    DHCP_END          结束标志       //标志options字段的结束

③    CLV组织的有价值信息              //real value for us

 

options字段还有个让人纠结的情况——选项过载，其实也没什么，在后面遇再说吧！

 

2）、在dhcpd.h里定义里一个贯穿整个Server端程序的结构体struct server_config_t

 

 

上面的注释是源文件上的，本来的打算翻译下的，看了下注释很直白，没什么好翻译的，只是讲下其中的专业术语(好像是这么说的)。

network order 网络字节序,  host order       主机字节序    相信大家了解她们的区别吧。

(定义类型是 uint32_t … ,说明变量是以network order存储的

常用数据类型 int long … ,说明变量是以host order存储的)

下面讲解下其中一些重要的成员：

①    start,end可分配地址空间，每个客户的请求获得的IP都在这个内。IP地址池。

②       struct option_set结构体的定义也在dhcpd.h里

 

Option set翻译过来：选项集合，就是的该结构的意义。上面分析struct dhcpMessage报文里有个选项字段options,她的值就是根据该集合(Option List)填写赋值的。

集合(Option List)里每个结点是一个选项信息，数据CLV的组织方式的。

       与报文中options字段的区别是，报文里用一个options字段存储了所有的选项信息，options_set而是把一个一个的选项信息用链表链接起来。

③       下面的几个是与租赁期限有关的成员变量

unsigned long lease                      client请求的租赁期限最大值，>lease，就以lease为租赁期限；client请求未指明租赁期限，lease作为其租赁期限(静态租赁的默认租期)。

 

unsigned long decline_time    server的DHCPOFFER报文提供一个IP给client,client检测IP已经被其他主机使用，发送DHCPDECLINE报文给server,server接到该报文后，把IP添加到动态租赁数组里，租赁租期就是decline_time，对应的MAC为blank_chaddr(黑户，很形象^-^,实际值是全0)

 

unsigned long confict_time    server在IP地址池找个a free IP时，检测到IP已被网络中的主机所使用，会把IP添加到动态租赁数组里，租赁期限就是confict_time，MAC：blank_chaddr。

 

unsigned long offer_time       server发送DHCPOFFER报文时，即向client提供了IP地址，server会把IP和对应得MAC添加的动态租赁表里，但这个IP不一定会被client使用，所以添加到动态租赁表里的租赁期限要短，offer_time就是这个租赁期限(default : 60s)。（当server接收到DHCPREQUEST的时候会把租赁期限修改成请求的租赁期限）。

 

unsigned long min_lease        client端的请求租赁期限不能小于min_lease。

 

 

④       与保存租赁信息有关的两个成员变量：

char remaining              摘自dhcpd.conf里的注释（以及翻译和注解）：

# If remaining is true (default), udhcpd will store the time

# remaining for each lease in the udhcpd leases file. This is

# for embedded systems that cannot keep time between reboots.

# If you set remaining to no, the absolute time that the lease

# expires at will be stored in the dhcpd.leases file.

# 如果剩下的就是true（默认），udhcpd将存储时间文件中

# 的每个udhcpd租赁租赁剩余。

# 这对于嵌入式系统，不能保持在重新启动的时间。

# (即重新启动就不算入租赁时间里)

# 如果您设置其余为NO，绝对时间，

# 租赁期满时将被储存在dhcpd.leases文件档案。

# 绝对时间,例：          starts 0 2000/01/30 08:02:54;

#                                 ends 5 2000/02/04 08:02:54;

# 而嵌入式存储的是租赁剩余时间

# 即       leases[i].expires - time(0)      的值

unsigne long auto_time   how long should udhcpd wait before writing a config file.

                                   if this is zero, it will only write one on SIGUSR1

                                   多长时间把动态租赁表里的信息写入文件(dhcpd.leases)里。

                                   Auto_time = 0的，只有等到SIGUSR1信号的时候才写。

 

⑤       struct static_lease *static_lease

/* dhcpd.h */

struct static_lease{

       uint8_t                  *mac;

       uint32_t                 *ip;

       struct static_lease   *next;

};

因为DHCP允许手动为client端配置IP，server端管理这些手动配置的IP就是使用该结构。

      

在dhcpd.c文件里声明定义一个struct server_config_t的全局变量server_config，server对于client的响应交互都必须有这个变量的参与。

 

3）、server端对于租赁出去的IP的管理基于以下这个结构体：

    

              uint8_t    chaddr[16];    客户机的 MAC地址；

              uint32_t   yiaddr;           客户机租赁的IP地址；

 

 

              uint32_t   expires;          客户机租赁IP的到期时间

(是未来的一个时间点，是从1970.1.1午夜开始到租赁到期时刻的秒数)

这里有些奇怪，使用uint32_t声明的expires存储方式用的是host order, 这是因为server在把租赁记录保存到dhcpd.leases文件时使用的是network order方式保存的。（个人认为声明为unsigned long类型更为合适）

 

在dhcpd.c文件里声明定义一个 指向struct dhcpOferedAddr类型数组的全局指针变量leases。leases指向的数组大小由IP地址池大小决定的。

 

       Server端主要的结构体就是这些，他们是整个server端程序跑起来的基础。还有一些其他结构体的设计是为了某些函数特别定制的，在分析具体函数再做讲解。