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基于Cisco CDP协议的家用路由器以及盒子的自动配置随想

2024-08-11 10:58:19   221人阅读

每次买来一个设备，比如一台新的路由器，家庭盒子，就是荣耀立方，小米盒子这种，唯一觉得头大的就是它们的初始配置。
        这种盒子几乎都有一个初始IP地址用于插上网线登录界面后来配置盒子的IP地址，或者说更加先进一点，其本身有一个AP，然后用你的手机连上这个热点进行手机配置，看起来简直特别的酷！但这是假象！
        手机连接这个AP期间，手机不能连别的AP，甚至无法4G/3G，或者说用笔记本配置的话，网线连接笔记本和盒子的时候，这个笔记本要添加一个盒子的初始IP地址同网段的IP，然后接入，除非笔记本有额外的无线网卡(一般都有，好吧，这没问题！)或者双网卡，不然笔记本就不能上网查资料(配置过程中遇到问题很正常)！万一家里现有的网络节点IP地址与这个初始IP地址冲突，就...要知道192.168.1.1几乎成了通用的初始IP，如果你一下子买了多个(同型号？)盒子的话，你不得不做重复的劳动，连接AP，或者不断插拔网线！
        还有很多别的不便，请用过的人，踩过坑的人来补充...
        所以说，鉴于以上的不便，这种设备一直都是极客的玩具，对于一般人而言，那简直是噩梦。我本人是个是个方便至上的人，最讨厌的就是麻烦，当有人问我如何翻墙的时候，我的回答就是不翻墙，因为太麻烦，我不用google又死不了人，所以我宁可不用我也不会折腾什么翻墙。对于我不买家庭盒子或者买了扔在那不用的原因，也一样，不用又死不了人，所以我宁可不用也不愿意麻烦！
        但是，当我在工作中发现了Mikrotik之后，我改变了想法。
        Mikrotik可以装在VMWare中，这就对研究它提供了方便。而我确实也将它装在了VMWare中。启动后，我正愁如何配置它，上网搜索，发现了一个叫做WinBox的东西，这玩意儿可以在不配置IP地址的情况下，直接通过这个Mikrotik系统的MAC地址”连接“到系统，然后对它配置IP地址！！
        这其实没有什么不可思议的，谁告诉你建立连接一定要通过IP地址的啊！谁告诉你TCP就是一切的啊！事实上，昨天当前同事问我怎么才可以精通网络的时候，我告诉他，把除了TCP之外的所有关于网络的东西都精通了，你就精通网络了。除了单播IP地址之外，我们还有组播，即便没有组播IP地址，我们还有组播MAC地址可供利用！几乎所有的交换机都会向所有端口转发组播流量！
        而这关于组播的，就是根本！组播是一个抽象的组织者，组播地址并不需要与任何主机绑定，它是无实体的，对于MAC组播而言，只要组播流量到达该网卡，它就能接收，对于IP组播而言，只要本机加入了一个”组播组“，它就能处理。对于还没有IP地址的组播通信，显然只能用MAC组播了，怎么把网卡收到的组播流量路由到应用程序，无法靠协议栈路由了，因为此时IP层是通不过的，靠什么呢？靠PACKET套接字！
        当然，以上的论述有点简单了，根本没有涉及IGMP以及剪枝之类的，事实上，对于我的需求而言，根本不需要那些，同局域网通信，上面那些足够了！
        通过Microtik的配置，我们来一探究竟！
        打开WinBox界面，出现了Mikrotik设备的MAC地址以及其”Mikrotik“标识，然后就可以配置它了！这是怎么做到的？！要知道此时这个Mikrotik设备的IP地址我完全不知道！正如我早就预料到的，它使用了组播！其实，Mikrotik设备在启动后就往外组播发送CDP包，这个CDP是Cisco公司的协议，旨在建立一个与网络层协议无关的链路层邻居信息交换协议。它可以在没有IP地址或者网络层根本就不运行IP协议的情况下向外播送自己的设备信息，MAC地址等，这就是为什么WinBox可以显示这个Mikrotik设备的原因。
一个组播数据包在没有IP地址的情况下也是可以发送的，只要有组播端口路由项就好！接下来的问题是，我如何在外部设备上发送数据给Mikrotik设备，如果可以让Mikrotik设备的一个侦听程序收到我的数据包，就可以让它执行任意程序，比如ifconfig $lan ...
        但是，我错了，虽然组播数据可以让交换机转发给Mikrotik设备(这其实是最根本的一步！)，但由于此时Mikrotik并没有IP地址，数据包是无法被协议栈接收的！怎么办？！此时我就想到了pcap！pcap是一个万能的数据包导入框架，它甚至可以将不属于本机流量的数据导入到本机，前提是数据到达了本机网卡！而关于数据到达本机网卡这件事，组播以及解决了！
        好了，到此为止，方案就有了。为了验证一下这个方案，创建两个虚拟机，分别为A，B，每一个虚拟机一块网卡，这两块网卡全部放在Segment中，因此它们属于一个链路。启动两个虚拟机，但是并不配置任何一个IP地址，因此两个虚拟机都是没有IP地址的！
Ctrl-G进入虚拟机A的终端编程，写Python脚本，脚本非常简单：
#!/usr/local/bin/python

import sys
import os
import time
from time import sleep,ctime

import signal
import threading
from scapy.all import *

flt_in = "dst 224.1.2.3 and udp"

def signal_handler(signal, frame):
        os._exit(0)

class ThreadWraper(threading.Thread):
        def __init__(self,func,args,name=‘‘):
                threading.Thread.__init__(self)
                self.name=name
                self.func=func
                self.args=args

        def run(self):
                apply(self.func,self.args)


def recv_in(pktdata):
        if UDP in pktdata and pktdata[UDP]:
                payload = pktdata[UDP].payload
                print str(payload)
                # TODO太多了！在执行配置命令前，起码要有验证...
                # 执行收到的字符串所代表的命令！
                os.system(str(payload))
                # 配好了就退出吧，不然岂不是随便谁都可以扔个包过来了么？还好，上面可以增加一些验证。
                os._exit(0)

def recv_packet_in():
        sniff(iface ="eth1", prn = recv_in, store = 0, filter = flt_in)

if __name__ == ‘__main__‘:
        signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)

        in_thread = ThreadWraper(recv_packet_in,(), recv_packet_in.__name__)
        in_thread.setDaemon(True)  
        in_thread.start()

        signal.pause()


这是一个收包并执行命令的程序，我命名为exec.py，那么还需要一个发送命令的程序，如下：
#include   <stdio.h>
#include   <string.h>
#include   <sys/socket.h>
#include   <netinet/in.h>

int main()
{
        int sd;
        struct sockaddr_in addr_to_config;
        char *buf = "ifconfig eth0 1.1.1.8/10";

        memset(&addr_to_config, 0, sizeof(addr_to_config));
        addr_to_config.sin_family = AF_INET;
        addr_to_config.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.1.2.3");
        addr_to_config.sin_port = htons(1111);

        sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if(sd < 0) {
                return   0;
        }

        if(sendto(sd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&addr_to_config, sizeof(addr_to_config)) < 0) {
                return   0;
        }
        return   1;
}


编译成config。
        这个程序其实也很简单，就一个组播数据发送即可，它运行在虚拟机B。它发送exec.py所执行的payload。整个过程没有IP地址的参与。exec.py运行在待配置的盒子上，即虚拟机A，而config则运行在与之同网段的设备上，即虚拟机B，执行conf便会发送组播，发送一个字符串到组播地址，比如发送”ifconfig eth1 1.1.1.8/10“，那么待exec.py收到
后就会执行之，最终exec.py所在机器的eth1的IP地址就会被配置成1.1.1.8/10现在的问题是，如果我买了10个盒子，我该如何区分我发送的数据会到达哪个盒子呢？此时就想到了CDP，盒子先把自己的信息，包括标识序列号，包括MAC地址组播出去，然后类似WinBox的程序接收到组播消息，用户按照这类信息去配置具体的盒子！
        这样就完成了自动配置的全部：
0.将盒子连接在与配置机同样的网络内；
1.盒子启动，组播自己的标识信息；
2.与盒子连接在一个网络内的配置主机上运行conf.py程序根据收到的组播标识信息选择需要配置的盒子；
3.填写配置信息到conf.py，然后使用组播将其发送到第2步选择的盒子；
4.如果你觉得不够安全，那就可以使用SSL协议，不要以为SSL运行与TCP之上，其实它也可以运行与内存上，比如BIO_mem！
...
以后再也不用事先去连接盒子的固定IP地址了，换一种方法，我们换一种方式，在盒子拥有自己的IP之前，完全通过组播通信，通过组播来配置IP地址！再也不用插拔网线以及连接AP了！
        不过这对于IPv4来讲是一种憧憬，对于IPv6而言，这是一种自然而然的东西，因为IPv6自然就有自动配置的功能。

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