DHCP应用——获取下挂设备列表信息

大部分路由器，CPE都会显示下挂设备列表，即lan侧设备。通常做法是通过读取arp表和DHCP租期文件，以获取lan侧设备的ip，mac，hostname等信息。但这种方式有两个弊端：
1 . arp表有老化时间，意味着arp表不是实时更新的，即可能出现设备已经断开，但arp表还有其IP和MAC的对应信息。导致显示错误。
2 . 通过读取DHCP租期文件获取数据，当设备为桥接模式时，会获取不到任何数据。

解决方法

arp老化时间

此问题可通过arping解决，从arp获取到lan侧设备IP，先通过arping（有的设备会禁ping，使用ping结果不一定准确）测试其是否实时连接，若arping不通，则说明此设备已断开连接。lan设备列表则不显示此IP。

桥接模式

桥接模式下获取不到数据是因为本地DHCP已关闭，LAN侧设备的IP是通过上级路由分配的，本地的DHCP租期文件无任何数据。
由于LAN侧设备与上级路由进行DHCP交互的时候，DHCP包会经过路由器LAN口，所以可通过在LAN口抓取DHCP包，解包获取其IP，MAC等信息。

具体实现

DHCP包格式详情DHCP包格式。
整体思路是添加内核模块，在网口侧抓DHCP Request包，再逐层解析数据包，最后从option中，解析出IP等信息。其中option 12是hostname，option 60是vendor，option 50是requested ip。
解包接口如下：

unsigned int apModeListDhcpHook(void *priv, struct sk_buff *skb, const struct nf_hook_state *state)
{unsigned int isGetIP = 0;unsigned int isGetHostname = 0;unsigned int isGetVendor = 0;unsigned int unUdpLen = 0;unsigned int currentIndex = 0;unsigned int optionLen = 0;unsigned char mac[MAX_MAC_SIZE] = "";unsigned char hostname[MAX_STR_SIZE] = "";unsigned char vendor[MAX_STR_SIZE] = "";unsigned char ip[MAX_IP_SIZE] = "";const unsigned char *ucUdpData = NULL;const struct iphdr *iph = NULL;const struct udphdr *uh = NULL;// 没有in设备if (unlikely(!state->in)){return NF_ACCEPT;}if (__constant_htons(ETH_P_IP) == skb->protocol){iph = ip_hdr(skb);if (unlikely(!iph)){return NF_ACCEPT;}// 非UDP协议if (iph->protocol != IPPROTO_UDP){return NF_ACCEPT;}// 非67端口uh = (struct udphdr *) ((unsigned char *) iph + (iph->ihl << 2));if(__constant_ntohs(67) != uh->dest){return NF_ACCEPT;}// UDP数据开始部分ucUdpData = (unsigned char *)((unsigned char *)uh + 8);unUdpLen = ntohs(uh->len);if (unUdpLen < DHCP_TYPE_OFFSET){return NF_ACCEPT;}// 不是request包if (ucUdpData[DHCP_TYPE_OFFSET] != DHCP_TYPE_REQUEST){return NF_ACCEPT;}// 拷贝macif (0 == memcmp(ucUdpData + DHCP_CLIENT_MAC_OFFSET, FFMAC, MAX_MAC_SIZE)){return NF_ACCEPT;}memset(mac, 0, MAX_MAC_SIZE);memcpy(mac, ucUdpData + DHCP_CLIENT_MAC_OFFSET, MAX_MAC_SIZE);hostnameLen = 0;vendorLen   = 0;memset(hostname, 0, MAX_STR_SIZE);memset(vendor,   0, MAX_STR_SIZE);memset(ip,       0, MAX_IP_SIZE);// 开始遍历option, option是tlv结构，option 12 为 hostname, option 60 为 vendor, option 50 为 requested ipcurrentIndex = DHCP_TYPE_OFFSET + 1;while (currentIndex < unUdpLen){if (12 == ucUdpData[currentIndex]) // option 12, can get hostname{optionLen = ucUdpData[++currentIndex];hostnameLen = optionLen > MAX_STR_SIZE ? MAX_STR_SIZE : optionLen;memcpy(hostname, ucUdpData + currentIndex + 1, hostnameLen);isGetHostname = 1;}else if (50 == ucUdpData[currentIndex]) // option 50, can get client ip{optionLen = ucUdpData[++currentIndex];memcpy(ip, ucUdpData + currentIndex + 1, optionLen > MAX_IP_SIZE ? MAX_IP_SIZE : optionLen);isGetIP = 1;}else if (60 == ucUdpData[currentIndex]) // option 60, can get vendor{optionLen = ucUdpData[++currentIndex];vendorLen = optionLen > MAX_STR_SIZE ? MAX_STR_SIZE : optionLen;memcpy(vendor, ucUdpData + currentIndex + 1, vendorLen);isGetVendor = 1;}else if (255 == ucUdpData[currentIndex]) // option 255, end{break;}else // 其他数据，偏移指针继续遍历{optionLen = ucUdpData[++currentIndex];}currentIndex += (optionLen + 1);// ip 、hostname 、vendor都获取到了，提前退出if (3 == isGetHostname + isGetIP + isGetVendor){break;}}// 有的设备没有字段，加上默认值if (isGetHostname != 1){hostnameLen = strlen("unknow-host");memcpy(hostname, "unknow-host", hostnameLen);}if (isGetVendor != 1){vendorLen = strlen("no-vendor");memcpy(vendor, "no-vendor", vendorLen);}add_client_info_to_list(mac, hostname, vendor, ip);}return NF_ACCEPT;
}

执行结果如下：