Bez względu na to, czy pracujemy. Serwer DHCP dla sieci lokalnej Bezstresowe tworzenie sieci. Listing 1: Prosty, ale kompletny plik dhcpd.

Transkrypt

1 Serwer DHCP dla sieci lokalnej Bezstresowe tworzenie sieci Dołączanie komputerów do sieci oznacza konieczność poświęcenia większej ilości czasu na jej konfigurację. Wykorzystanie serwera centralizacji sieci do przydzielania adresów IP i innych parametrów komputerom-klientom będzie tutaj idealnym rozwiązaniem i pozwoli wielu administratorom w końcu spać spokojnie. MICHAEL RENNER Bez względu na to, czy pracujemy w biurze, organizujemy spotkanie dla rozrywki, czy też zakładamy sieć we wspólnym mieszkaniu, konfiguracja każdego komputera z osobna oznacza dużo pracy. Oczywiście jeden administrator systemu może w ten sposób ręcznie przydzielić adresy IP, maskę podsieci, bramę domyślną oraz nazwę hosta. Pozwólmy jednak grupce osób o różnym poziomie wiedzy i umiejętności na wykonywanie tych czynności, a będziemy niemile zaskoczeni. Nawet doświadczeni administratorzy napo- tykają na wiele problemów w tego rodzaju pracy, gdyż ilość komputerów w sieci cały czas rośnie. Adres IP można przydzielić tylko raz, jeśli nawet przygotujemy listę przydzielonych do chwili obecnej adresów IP, to nawet niewielka restrukturyzacja sieci (np. dodanie nazwy serwera, użycie innej maski podsieci czy przypisanie innego adresu IP do routera dostępowego) będzie wymagała ponownej, ręcznej konfiguracji Listing 1: Prosty, ale kompletny plik dhcpd.conf default-lease-time 3600; max-lease-time 14400; subnet netmask { range ; option domain-name-servers ; option broadcast-address ; option routers ; Adres IP: Każde urządzenie w sieci jest identyfikowane za pomocą niepowtarzalnego, 23-bitowego adresu IP. Aby zwiększyć jego czytelność, adresy podawane są w notacji dziesiętnej kropkowej, w której każdy segment adresu może przybrać wartość od 0 do 255. Poza oficjalnymi adresami IP umożliwiającymi dostęp globalny, wydzielono także pewną pulę adresów i przypisano je do wykorzystania w sieciach prywatnych. Adresy te nie są dostępne przez sieci publiczne. Maska podsieci: Maska podsieci definiuje granice segmentu sieci. Do ustalenia adresów IP we własnej podsieci komputery używają maski bitowej. WRamce 1 podano przykład. Brama domyślna: Router w sieci lokalnej, do którego komputer będzie wysyłał wszystkie pakiety nie przeznaczone dla adresów lokalnych. Nazwa serwera: Serwer DNS zapewnia mechanizmy tłumaczące literowe nazwy hosta (np. linux-magazine.com) na adresy IP (np ) i odwrotnie. DNS to system rozproszonej, hierarchicznej bazy danych, który nie wymaga każdej nazwy serwera dla każdej nazwy hosta, a umożliwia wysłanie zapytania do innych komputerów. 20 Maj

2 COVER STORY Serwer czasu: zapewnia miarodajny serwer czasu w sieci. Oficjalny czas w Wielkiej Brytanii mierzony jest w Greenwich Meridian Line w Królewskim Obserwatorium w Greenwich. WStanach Zjednoczonych nadzorem nad odmierzaniem czasu zajmują się dwie agencje: Narodowy Instytut Standaryzacji i Techniki (NIST) oraz jego wojskowy odpowiednik Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (USNO) ( Ponadto w sieci można odnaleźć inne, mniej lub bardziej dokładne, serwery czasu. WINS: Usługa Windows Internet Naming Service przydziela adresowi IP nazwę systemu NetBIOS komputera z systemem MS Windows. Serwer WINS to rodzaj serwera nazw specjalnego zastosowania. Jeżeli w naszej sieci pracuje wiele komputerów pod kontrolą systemu Windows, serwer WINS może zapobiec niechcianym broadcastom w sieci. Projekt Samba obsługuje usługę WINS. Broadcast: Ogólna transmisja skierowana do dużej liczby odbiorców, bez konieczności uzyskania informacji o nich. Broadcast zwykle zwiększa obciążenie sieci i dlatego też należy go w miarę możliwości unikać. każdego komputera w tej sieci. Osoby z komputerami przenośnymi pracującymi okazjonalnie w danej sieci muszą wiedzieć, w jaki sposób wykonać niezbędne zmiany, aby podłączyć się do sieci. Bądźmy jednak szczerzy: czy każdy z nas wie, jak skonfigurować sieć w systemie Mac OS 7.6? Amoże ktoś chce skonfigurować sieć w systemie Windows 98? Odpowiedzią na te problemy jest protokół DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Aby skorzystać z jego dobrodziejstw, należy jeden z komputerów w sieci przeznaczyć na serwer DHCP. Będzie on odpowiedzialny za dostarczanie konfiguracji sieci do innych komputerów. Poza standardowymi Rysunek 1: Odnalezienie adresu MAC przypisanego producentom karty sieciowej. parametrami, serwer DHCP może przekazywać wartości specyficzne dla sieci lokalnych, np. pełnić funkcję serwera czasu czy nawet serwera WINS. Mnóstwo komputerów... Jak to wygląda w praktyce? Przyjrzyjmy się niewielkiej sieci prywatnej. Prywatna oznacza w tym przypadku, że sieć korzysta z puli nierutowalnych adresów IP. Adresy te będą doskonale pracować w sieciach lokalnych (LAN), ale nie będą działać w sieciach publicznych typu Internet. Bardzo duże sieci prywatne (tzw. sieci klasy A) mogą korzystać z zakresu adresów od do Średniej wielkości sieci prywatne klasy B mogą korzystać z zakresu adresów od do Jeżeli nasza sieć jest nieco skromniejsza, możemy korzystać z adresów z zakresu od do Małe firmy i sieci domowe należą do grupy sieci prywatnych typu C. W naszym przypadku użyjemy mojego numeru domu i przydzielimy komputerowi adres IP (jest to szczególnie przydatne, gdy chcemy założyć sieć z sąsiadami). Tabela 1: Ustawienia dhcpd Zapis Parametr Znaczenie default-lease-time Czas w sekundach Określa okres ważności dla przypisanych wartości. Po tym okresie klient będzie wymagać ponownego przyznania adresu IP. Jeżeli klient tego nie zrobi, adres może być przypisany innemu komputerowi. max-lease-time Czas w sekundach Określa maksymalny okres ważności dla przypisanych wartości. Jeżeli komputer-klient zażąda wyjątkowo długiego default-lease-time, parametr ten określa wartość maksymalną. subnet Adres sieciowy Segment sieci, którego dotyczy konfiguracja (Ramka 1). netmask Maska podsieci Maska dla wybranego segmentu sieci (Ramka 1). range Najmniejszy i największy adres IP Pula adresów IP, z których może korzystać serwer DHCP. fixed-address Adres IP lub nazwa hosta Stały adres przypisywany określonemu klientowi. filename Nazwa pliku Plik obrazu rozruchowego dla określonego klienta (patrz Zaawansowane techniki DHCP ). hardware ethernet Adres MAC Adres fizyczny klienta. Tylko jeden serwer Komputer, który będzie przydzielał wszystkie adresy IP, wymaga zainstalowania programu serwera DHCP. Nie ma zbyt wielu programów darmowych, więc skupmy się na serwerze DHCP ISC dhcpd (tak jak zresztą większość użytkowników). Jeżeli chcemy koniecznie sami skompilować program, kod źródłowy znajduje się pod adresem [1]. Większość użytkowników będzie zadowolona z instalacji pakietu dostarczonego wraz z używaną dystrybucją. Użytkownicy Debiana mogą wpisać: apt-get install dhcp Użytkownicy innych dystrybucji odnajdą zwykle odpowiedni pakiet RPM na płytach CD lub DVD swoich zainstalowanych dystrybucji lub pod adresem szukajcie hasła DHCP. Po zakończeniu instalacji powinniśmy w katalogu /etc/ odnaleźć utworzony plik konfiguracyjny dhcpd.conf. Plik został doskonale opisany w instrukcji. Dzięki temu możemy dokonać niezbędnych zmian w wartościach poniższych przykładów w taki sposób, aby odzwierciedlały nasze środowisko sieciowe. Pomyślmy przez chwilę o liczbie komputerów, które będą obsługiwane jednocześnie w naszej sieci. Jeżeli organizujemy spotkanie sieciowe dla rozrywki, będzie to prawdopodobnie całkiem spora liczba. Standardowa sieć domowa nie posiada więcej niż dziesięć komputerów w sieci. Przykład z Listingu 1 zakłada nie więcej niż 20 komputerów jednocześnie w sieci. Chcemy, aby dhcpd przyporządkował adresy IP z zakresu od do Ponadto, w celu określenia nazwy serwera skorzystamy z opcji domain-name-servers, a w celu określenia bramy domyślnej użyjemy opcji routers. Jeżeli nie mamy nazwy serwera w naszej sieci LAN, skorzystajmy z nazwy serwera naszego usługodawcy. Pamiętajmy o nawiasach klamrowych, które zawierają definicję segmentu sieci. Każdy zapis estry konfiguracji oddzielany jest średnikiem. Maj

3 Dowolnie konfigurowany Generalnie, istnieją dwa rodzaje wpisów w pliku konfiguracyjnym: pierwsze z nich zaczynają się od słowa kluczowego option, do drugiego rodzaju należą wszystkie inne wpisy. Opcje (w Tabeli 2 zamieszczono przegląd wartości) przekazywane są przez dhcpd do komputerów żądających (znanych pod nazwą klientów). To czy komputer-klient skorzysta z przesłanych informacji zależy od jego systemu operacyjnego. Administratorzy z pewnością opracują skrypty określające sposób przetwarzania tych informacji. Pozostałe wpisy używane są przez proces serwera dhcpd w Tabeli 1 zamieszczono przegląd ustawień serwera. Trwałe przydzielanie adresów Jeżeli zdecydujemy się na użycie DHCP w naszej sieci, spotkamy się prawdopodobnie z sytuacją, w której kilka komputerów będzie potrzebowało stałego adresu IP. W końcu zgadywanie adresu bramy czy serwera multimediów jest pozbawione większego sensu. Plik /etc/dhcpd.conf stosowany jest do przypisywania adresów zależnych od komputerów-klientów. Program dhcpd analizuje nie- powtarzalny adres MAC, co umożliwia późniejszą identyfikację zgłaszającego się komputera i przypisanie mu właściwego adresu. Adres MAC drukowany jest na kartach sieciowych PCMCIA czy też kartach sieciowych bezprzewodowych USB. Jeżeli odczytanie adresu MAC z etykiety karty sieciowej nie jest możliwe, możemy zgłosić żądanie ujawnienia tego adresu. Systemy operacyjne oparte o rozwiązania systemów Unix umożliwiają to dzięki poleceniu ifconfig, a systemy operacyjne Microsoft posiadają program o nazwie ipconfig. Na Listingu 2 pokazano przykład komputera pracującego pod kontrolą systemu Linux, którego adres sprzętowy MAC jest następujący: 00:02:2D:34:90:85. Jeżeli nie mamy bezpośredniego dostępu do komputera, nie ma powodu do paniki zakładając oczywiście, że serwer DHCP przypisał komputerowi stały adres IP. dhcpd przechowuje rejestr przypisanych adresów i okresów dzierżawy w /var/lib/dhcp/dhcpd.leases. Inną metodą jest wykonanie polecenia ping dla wszystkich hostów w sieci w celu wywołania reakcji. Następnie wpisujemy arp -a, co umożliwia poznanie hostów i adresów MAC na komputerze lokalnym (Listing 3). Pamiętajmy, aby najpierw wywołać polecenie ping, Tabela 2: Parametry dla komputera-klienta Zapis (bez option) Parametr Znaczenie routers Nazwa hosta lub adres IP Routery lub bramy dla dostępu do Internetu. domain-name-servers Nazwa hosta lub adres IP Nazwa domeny serwera. host-name Nazwa hosta Nazwa hosta klienta. ntp-servers Nazwa hosta lub adres IP Serwer czasu do synchronizacji czasu. netbios-node-type 1, 2, 4 lub 8 (zalecane) Sposób translacji nazw w systemie Windows. 1 oznacza broadcast, 2 unicast, 4 tryb mieszany oraz 8 tryb hybrydowy. netbios-name-servers Nazwa hosta Serwer WINS dla sieci Internet tłumaczący nazwy w systemie Windows. domain-name Nazwa domeny Nazwa domeny sieciowej. nis-domain Nazwa domeny Nazwa domeny NIS. nis-servers Nazwa hosta lub adres IP Serwer NIS. subnet-mask Maska podsieci Maska podsieci segmentu sieci. Listing 2: Wykorzystanie ifconfig do uzyskania adresu MAC renner@lyra:~$ /sbin/ifconfig eth0 eth0 Link encap:ethernet HWaddr 00:02:2D:34:90:85 inet addr: Bcast: Mask: UP BROADCAST NOTRAILERS RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:15695 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:10988 errors:204 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:100 RX bytes: (4.9 MiB) TX bytes: (1.4 MiB) Interrupt:10 Base address:0x100 gdyż tabela arp zawierająca adresy MAC wszystkich znanych hostów w sieci lokalnej będzie zawierać informacje, z którymi nasz komputer miał ostatnio kontakt. Mimo to nadal będziemy musieli zgadywać, który z powyższych adresów MAC jest tym, którego szukamy. W pewnych przypadkach pomocna może okazać się specjalna baza danych [2], w której zapisano adresy MAC przypisane producentom kart sieciowych (Rysunek 1). Dzięki temu proces identyfikacji bę- Ramka 1: Adres IP, maska podsieci i adres sieciowy Poza adresem IP należy także skonfigurować adres broadcast i maskę podsieci urządzenia sieciowego. Maska podsieci używana jest do podzielenia sieci na mniejsze podsieci. Aby zrozumieć zależność pomiędzy adresami IP a maską podsieci, musimy zejść do poziomu bitów. Po pierwsze, zamieniamy każdą liczbę oddzieloną kropką w adresie IP na liczbę dwójkową: 255=1*2^7+1*2^6+1*2^5+1*2^4+1*2^ 3+1*2^2+1*2^1+1*2^0 Tak więc maska podsieci w formacie dziesiętnym kropkowym staje się maską podsieci w zapisie dwójkowym: Oczywiście nie wymaga to wielkiej wiedzy matematycznej, gdyż zamieniliśmy po prostu jeden system liczbowy na inny. Interesujące są 24 jedynki sieć taka zwana jest siecią /24 (ang. slash 24). Stosując tą samą technikę możemy zaobserwować, że adres IP w systemie dziesiętnym kropkowym w systemie dwójkowym będzie wyglądał następująco: Adres sieciowy to koniunkcja (logiczne AND) adresu IP i maski podsieci. Po tej operacji w adresie pozostają 1 (jedynki) w miejscach, w których zarówno w adresie IP jak i w masce podsieci wystąpiły 1: Tak więc adres sieciowy w formacie dziesiętnym kropkowym to Jako że zerowy adres IP jest zarezerwowany dla samej sieci, a dalsze adresy (zwykle.255) zarezerwowane są dla broadcastów, sieć z naszego przykładu może obsłużyć 254 komputery. 22 Maj

4 dzie znacznie szybszy. Gdy już poznamy adres sprzętowy karty, dodajemy stały adres IP do konfiguracji dhcpd: host lyraa { hardware ethernet U 00:02:2D:34:90:85; fixed-address lyra.mtr.mynet; Jeżeli nasz komputer ma kilka kart sieciowych (np. dodatkową kartę sieci bezprzewodowej LAN), możemy przypisać tę samą nazwę hosta obu adresom MAC: host lyrab { hardware ethernet U 00:80:C7:C1:3D:76; fixed-address lyra.mtr.mynet; W pewnych sytuacjach możemy nawet zamienić karty sieciowe podczas pracy komputera bez przerywania bieżącego połączenia! Zamiast nazwy hosta, która wymaga pew- nych usług tłumaczących nazwę na adres IP, możemy od razu przypisać adres IP. Listing 3: Poznawanie adresów MAC przy pomocy ping i arp renner@lyra:~$ ping -c PING ( ): 56 data bytes 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=64 time=0.2 ms 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=64 time=3.5 ms (DUP!) 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=64 time=4.2 ms (DUP!) 64 bytes from : icmp_seq=0 ttl=64 time=4.7 ms (DUP!) [...] renner@lyra:~$ /usr/sbin/arp -a? ( ) at 00:03:E3:00:18:F1 [ether] on eth0? ( ) at 00:30:05:55:02:ED [ether] on eth0? ( ) at 00:0C:6E:1F:32:C4 [ether] on eth0? ( ) at 00:30:05:55:03:7F [ether] on eth0 Rysunek 2: Mandrake włączenie obsługi DHCP na komputerze klienta. Zaawansowane techniki DHCP Serwer DHCP potrafi dużo więcej! Może nakazać komputerowi bez dysku twardego pobranie systemu operacyjnego z sieci dzięki plikowi obrazu rozruchowego. Realizacja tego zadania możliwa jest dzięki protokołowi TFTP (ang. Trivial File Transfer Protocol), protokołowi pochodnemu FTP. Listing 4 pokazuje przykład, w którym stacja robocza SGI Indy jest przypisana do jądra Linuksa przez DHCP. Ten rodzaj procedury rozruchowej występuje nie tylko w dużych architekturach, które wykorzystuje się np. do wykonywania skomplikowanych analiz matematycznych, ale także w sieciach uniwersyteckich czy szkolnych. Oczywiście podane rozwiązanie będzie działać prawidłowo, jeżeli serwer tftpd został uwzględniony w pliku /etc/inetd.conf. Aby umożliwić serwerowi odnalezienie określonego pliku obrazu rozruchowego (w naszym przypadku jest to indy_r4k_tftpboot.img), musimy przekazać katalog plików (np. /boot) do serwera: tftp dgram udp wait nobody U /usr/sbin/tcpd /usr/sbin /in.tftpd /boot Dystrybucje wykorzystujące bardziej nowoczesne narzędzie xinetd (a nie starszy serwer inetd), powinny utworzyć plik /etc/xinetd.d/tftp, podobny do pokazanego na Listingu 5. Pojedynczy serwer DHCP może obsługiwać wiele segmentów sieci w tym samym czasie. Konieczne jest tylko utworzenie odpowiedniej ilości sekcji subnet w pliku konfiguracyjnym. Opcje umieszczone w nawiasach klamrowych (czyli np. informacje o serwerze czy domenie NIS) muszą być niepowtarzalne. W praktyce oznacza to, że każdy segment sieci powinien być przypisany jednej karcie sieciowej serwera DHCP. Następnie należy uruchomić ponownie dhcpd dzięki temu wprowadzone przez nas zmiany zostaną uwzględnione. Jako że zmiany tego rodzaju są w zasadzie okazjonalne przy kilku komputerach podłączonych do sieci, administrator może usiąść wygodnie w fotelu i odprężyć się. Unicast: Każdy klient otrzymuje kopię pliku wysłaną z serwera. Połączenia tego typu (dwupunktowe) są łatwe do konfiguracji (od strony klienta), ale powodują duże obciążenie na serwerze, jeżeli w sieci występuje duża liczba klientów. Adres MAC: Adres kontroli dostępu do mediów lub, inaczej mówiąc, sprzętowy adres karty sieciowej Ethernet to sześciobajtowa (lub 48-bitowa) liczba w zapisie szesnastkowym. Adres MAC jest zakodowany w każdym interfejsie Ethernet i umożliwia jednoznaczną identyfikację karty sieciowej. Każdy producent otrzymał pewien przedział adresów i z tej puli nadaje je produkowanym przez siebie kartom sieciowym. Obraz rozruchowy: Specjalnie przygotowane jądro systemu Unix lub Linux, które przy pomocy specjalnego protokołu maszyna może pobrać wprost z serwera i uruchomić w ten sposób system. Spotykane głównie w konfiguracjach, gdzie stacje robocze nie posiadają dysków twardych. Obrazy rozruchowe pracujące w sieci umożliwiają administratorom uruchamianie dużej liczby komputerów bez konieczności stosowania nośników danych (płyty CD-ROM, dyskietki) NIS: Informacja o usługach sieci komputerowej jest odpowiedzialna za przesyłanie konfiguracji w sieci. Centralny serwer NIS dostarcza informacji o nazwie i haśle użytkownika, katalogach głównych, grupach i nazwach hostów. Umożliwia to serwerom NIS uzupełnienie wpisów w plikach konfiguracyjnych klientów, np. /etc/passwd, /etc/groups czy /etc/hosts. Plik /etc/nsswitch.conf określa, czy serwer NIS przekazuje informacje dla plików konfiguracyjnych, a jeśli tak jakiego rodzaju są to informacje. Innym rozwiązaniem jest przekazanie informacji na temat serwera NIS serwerowi DHCP. 24 Maj

5 Listing 4: Przypisanie obrazu rozruchowego host indy { filename indy_r4k_tftpboot.img ; hardware ethernet 08:00:69:08:58:40; fixed-address ; server-name cassiopeia.mtr.mynet ; option host-name indy ; option domain-name mtr.mynet ; option domain-name-servers ; option routers ; z menu Apple. W systemach MacOS X (Rysunek 3) obsługę DHCP można włączyć przez System Settings / Internet & Network. Obecnie nie ma wielkiego wyboru, jeśli chodzi o programy klientów DHCP dla systemów Linux. Jednym z nich jest pump, który jest wyjątkowo popularny wśród minidystrybucji z powodu swych niewielkich rozmiarów. Większe programy, takie jak Prenumerata Linux Magazine Nie przegap takiej okazji! Klient ma zawsze rację Nowe komputery w sieci nie wymagają wiele pracy przy konfiguracji. Zamiast wpisywać stałe adresy IP, włączamy po prostu obsługę DHCP. Sposób włączenia tej obsługi będzie uzależniony od systemu operacyjnego (prawdopodobnie także od stosowanej dystrybucji). Jeżeli korzystamy z nowszej wersji Debiana, możemy do pliku /etc/network/interfaces dopisać następującą linijkę: iface eth0 inet dhcp Inne dystrybucje posiadają zwykle narzędzie konfiguracyjne z interfejsem graficznym (GUI). Mandrake korzysta z kreatora pokazanego na Rysunku 2. Użytkownicy systemów Windows powinni skorzystać z narzędzia Połączenia sieciowe, znajdującego się w Panelu sterowania. Z kolei użytkownicy klasycznych systemów MacOS powinni użyć tablicy kontrolnej TCP/IP Listing 5: Plik /etc/xinetd.d/tftp # default: off service tftp { disable = no socket_type = dgram protocol = udp wait = yes user = root server = /usr/sbin/in.tftpd server_args = -s /boot Rysunek 3: MacOS X obsługuje DHCP. dhcp-client czy dhcpcd, oferują większą liczbę funkcji, m.in. możliwość uruchamiania skryptów po zakończeniu konfiguracji IP. Jest jednak kilka problemów ze starszymi pakietami dhcp uruchamianymi na jądrze 2.6. Takie połączenie będzie pracowało, ale skrypt /sbin/dhclient będzie kontrolować wersję jądra dla dhcp-client. Jeżeli kontrola wypadnie negatywnie, program zakończy działanie. Warto jednak wiedzieć, że DHCP wymaga rozróżnienia pomiędzy wersją jądra 2.0 i późniejszymi, możemy więc sami zmodyfikować skrypt w taki sposób, aby rozpoznawał wersję 2.6 jako prawidłową wersję jądra systemu: 2.[123456].*) exec /sbin/dhclientu -2.2.x -q $@ ;; Po prostu dodajemy 6 w odpowiednim miejscu i już możemy rozkoszować się pracą w środowisku DHCP. INFO [1] Serwer DHCP: [2] Baza danych adresów MAC: Zamawiając prenumeratę oszczędzasz! Płacisz jak za 9 numerów, a otrzymujesz 12! Z każdym numerem DVD lub płyta CD-ROM. Najszybszy sposób zamówienia prenumeraty: Infolinia: