Отказоустойчивый DHCP сервер на базе Kea

Статья-инструкция по установке и базовой настройке отказоустойчивого сервера Kea DHCP

Kea DHCP – это open-source DHCP сервер, разрабатываемый Internet Systems Consortium(ISC) с поддержкой DHCPv4 и DHCPv6.

ISC – это те же ребята, которые разрабатывают наши любимые bind и dhcpd. Kea – разработана на базе BIND 10.

Kea позволяет запустить dhcp-сервер как для небольших систем, так и для больших телеком/корпоративных компаний. Из нововведений – использование API для управления сервисом, возможность хранения базы lease в СУБД и использование hooks для дополнительных функций.
На момент написания статьи(июнь 2019) – последняя стабильная версия 1.5.0.

Вдаваться в детальную работу протокола DHCP не буду, тогда статья будет раза в два-три больше. Есть хорошая статья на Хабре.

Протокол DHCP работает по протоколу UDP(порты 67-68), используется для динамического выделения ip-адресов. Использует четыре шага для получения/выдачи ip-адресов – discover-offer-request-acknowledge(DORA). Также DHCP использует понятие lease – аренда адреса, срок аренды адреса устройством – lease-time.

Почему Kea

DHCP сервер Kea обладает рядом преимуществ – скорость работы, возможность создания кластера отказоустойчивости, большого функционала и возможности покупки технической поддержки от разработчиков.

Этот продукт будет использоваться нашим телеком-оператором, который планирует выдавать около 2 млн. адресов, с 2000 запросами в секунду. Он был выбран из-за скорости работы и возможности создания кластера из двух серверов.

Поддерживаемые ОС

• CentOS Linux — 7.1804 (aka 7.5)
• Fedora — 28, 29
• Ubuntu — 16.04, 18.04
• Debian GNU/Linux — 7, 8, 9
• FreeBSD — 11.0
• macOS — 10.13, 10.14

Планов запуска Kea для Windows нет.

Хранение базы lease

Kea DHCP – поддерживает хранение базы выданных адресов в локальном CSV-файле(memfile) или в одной из трёх СУБД – MySQL, PostgreSQL и Cassandra.

Отличия – в скорости работы и возможностях хранения. Memfile – в 10 раз быстрее, но хранение базы в СУБД позволяет хранить дополнительные поля и опции DHCP. Сравнение скорости работы:

Очень большой анализ использования различных баз данных и локального хранения тут.

В нашем проекте решили начать с базы в memfile, так как количество запросов в секунду будет больше 2000.

Установка

В качестве примера Kea будет разворачиваться на базе CentOS 7(minimal edition):

[root@localhost ~]# cat /etc/centos-release
CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)

Перед установкой самого сервиса, необходимо установить все необходимые зависимости:

1. Библиотеки Boost C++ (http://www.boost.org/). # run-time среда с++ для запуска самого Kea
2. Криптобиблиотеку Botan (вер. 1.9) или OpenSSL (вер. 1.0.1). Советую openssl, так как botan не будет поддерживаться с версии Kea 1.6.0
3. log4cplus (вер. 1.0.3) development # нужен для создания логов
4. Компилятор C++
5. Библиотеки automake, libtool, pkg-config # для сборки и установки самого Kea
6. Если будете использовать СУБД – то тогда установить MySQL, PostgreSQL или Cassandra.

Шаг 1. Устанавливаем нужные зависимости

# wget нужен для скачивания файлов 
sudo yum install wget
# репозиторий community программ
sudo yum install epel-release
# нужен для создания логов
sudo yum install log4cplus-devel
# run-time среда с++ для запуска самого Kea
sudo yum install boost-devel
# для генериации ssl сертификатов, нужен именно *-devel, иначе не поставиться
sudo yum install openssl-devel
# для сборки и установки Kead
sudo yum install automake libtool
# компилятор gcс, поставил Development Tools, т.к. другие варианты установки выдавали ошибку при установке 
sudo yum groupinstall Development Tools

Шаг 2. Если все зависимости встали нормально, переходим к установке самого Kea

# скачиваем исходники Kea (или скачиваем с сайта https://ftp.isc.org/isc/kea/1.5.0/ и передаем на сервер)
wget -nd https://ftp.isc.org/isc/kea/1.5.0/kea-1.5.0.tar.gz
# распаковываем архив
tar zxvf kea-1.5.0.tar.gz
# переходим в папку из архива
cd kea-1.5.0
# проверяем нужные библиотеки и готовимся к установке
#./configure [нужные опции здесь] я устанавливал без дополнительных опций
./configure 

*Тут нужно упомянуть про нужные опции – если вы планируете использовать СУБД, нужно отметить эту опцию.

Собирается относительно долго, при сборке может выдавать ошибки если не установили какую-то зависимость. В конце вы увидите итог сборки:

Шаг 3. Устанавливаем

make
sudo make install

Операция make проходит очень долго(час или около того). Make install около минуты.

Запуск и настройка

Запускается из установленной директории:

keactrl start

Еще есть опции stop, reload(перезагрузка конфигурации) и status

При старте запускает три процесса – kea-dhcp4, kea-dhcp6 kea-ctrl-agent – агент для управления и управляющих коммуникации сервера

Если вам не нужен dhcp6, то можно запустить только dhcp4, не забываем запустить агента:

keactrl start -s dhcp4, ctrl_agent

Конфигурация

Основной конфигурационный файл dhcp4 — /usr/local/etc/kea/kea-dhcp4.conf

Файл хорошо описан, очень много комментариев и примеров настроек, не запутаетесь, напишу только главные настройки:
Указываем интерфейс или адрес через который будет работать dhcp4:

"interfaces-config": {
         // interface name (e.g. "eth0" or specific IPv4 address on that
        // interface name (e.g. "eth0/192.0.2.1").
        "interfaces": [ ]
}

Указываем где хранить базу lease

"lease-database": {
        // Memfile is the simplest and easiest backend to use. It's a in-memory
        // C++ database that stores its state in CSV file.
        "type": "memfile",
        "lfc-interval": 3600
    },

Какие DNS сервера будут презентованы клиентам

"option-data": [
       {
            "name": "domain-name-servers",
            "data": "192.0.2.1, 192.0.2.2"
        },

Доменное имя вашей организации

{
            "name": "domain-search",
            "data": "mydomain.example.com, example.com"
        },

И главная настройка — подсети, пулы и default gateway:

"subnet4": [
{ //subnet обязательный параметр, указывает Kea из какой подсети выдавать адреса
"subnet": "192.0.2.0/24",

            //пул адресов, который будут использоваться для выдачи клиентам
            "pools": [ { "pool": "192.0.2.1 - 192.0.2.200" } ],

"option-data": [
                {
                  // указываем default gateway для этой подсети
                    "name": "routers",
                    "data": "192.0.2.1"
                }
            ],

Ну и последний параметр, нужен для резервирования адресов из пула/подсети, указанные адреса не будут выдаваться клиентам, нужны для адресов сервера/устройств которые прописаны статично:

"reservations": [
                {
                    "hw-address": "1a:1b:1c:1d:1e:1f",
                    "ip-address": "192.0.2.201"
                }
]

Вот пожалуй основные настройки, после изменения конфигурации нужно перезапустить сервис –

keacrtl stop
keactrl start -s dhcp4,ctrl_agent

CSV-база

Локальная база хранится тут — /usr/local/var/kea/kea-leases4.csv

Логи

Логи по умолчанию хранятся — /usr/local/var/log/

Тут у каждого из компонентов отдельный файл:

• kea-dhcp4.log
• kea-dhcp6.log
• kea-ctrl-agent.log

В отдельной статье опишу как запустить кластер из двух серверов и настройку синхронизации базы выдачи lease.

Автор: OldarKose

Источник