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. }