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Kea DHCPv4/v6 服务器模块化核心：租约亲和性、高性能后端与钩子扩展

剖析 Kea 模块化 DHCPv4/v6 服务器核心，包括 memfile/MySQL 高性能后端、JSON 配置、钩子扩展与租约亲和机制，提供工程化参数、监控清单与 HA 部署策略。

Kea 是 ISC 开发的现代开源 DHCPv4/v6 服务器，以模块化架构为核心，支持高性能后端存储、JSON 配置动态重载与钩子扩展机制。该设计摒弃了传统单体式服务器（如旧 ISC DHCP）的局限，实现数据与执行分离、多实例共享与零停机运维，特别适合大规模网络环境。

高性能后端：memfile 与 MySQL 的权衡与优化

Kea 的租约（lease）和主机预留（reservation）数据通过 “后端”（backend）管理，默认 memfile 为 CSV 文件，轻量高效。Memfile 适用于中小规模部署（<10 万租约），读写延迟低至毫秒级，无需额外数据库依赖。“Kea 支持 MySQL 和 PostgreSQL 等数据库后端”，用于共享数据以支持 HA。

Memfile 参数清单（kea-dhcp4.conf）：

"lease-database": {
    "type": "memfile",
    "persist": true,
    "name": "/var/lib/kea/dhcp4.leases",
    "lfc-interval": 3600  // 租约清理间隔，单位秒，调小至 1800 提升回收效率
}

监控点：watch -n1 'grep "reclaimed" /var/log/kea-dhcp4.log | tail'，阈值 reclaimed-leases > 1000 / 小时 触发告警。

MySQL 后端部署（高并发 >1000 req/s）：初始化 schema（kea-admin db-init mysql），参数：

"lease-database": {
    "type": "mysql",
    "name": "kea_leases",
    "user": "kea",
    "password": "secret",
    "host": "localhost",
    "port": 3306,
    "connect-timeout": 5,  // 连接超时，<3s 防阻塞
    "pool-size": 10  // 连接池大小，按 CPU 核数 *2 配置
}

Perf 测试：perfdhcp 工具模拟 5000 clients/sec，MySQL 吞吐 > memfile 20%（短租期场景）。风险：连接池耗尽导致 OOM，回滚至 memfile。

JSON 配置：动态重载与 REST API

Kea 使用纯 JSON 配置，支持 kea-ctrl-agent 暴露 REST API，实现零停机更新。配置路径：/etc/kea/kea-dhcp4.conf，示例子网：

"Dhcp4": {
    "interfaces-config": { "interfaces": ["eth0"] },
    "valid-lifetime": 7200,
    "subnet4": [{
        "subnet": "192.168.1.0/24",
        "pools": [{ "pool": "192.168.1.100 - 192.168.1.200" }]
    }]
}

重载：curl -X POST -H 'Content-Type: application/json' -d '{}' http://127.0.0.1:8080/config，<1s 生效。监控：API 响应时延>500ms 告警。

钩子扩展：日志与 HA 无外部依赖

Hooks 通过动态库（.so）注入，扩展点包括 pkt4_send 等 20+ 阶段。libdhcp_loggers.so 实现结构化日志（JSON 输出至 Kafka/ELK），无需 rsyslog。

HA Hooks 配置（libdhcp_ha.so）：

"hooks-libraries": [{
    "library": "/usr/lib/x86_64-linux-gnu/kea/hooks/libdhcp_ha.so",
    "high-availability": [{
        "this-server-name": "server1",
        "mode": "load-balancing",
        "peers": [{ "url": "http://server2:8080", "role": "secondary", "auto-failover": true }],
        "dialout-interval": 5,  // 心跳秒数
        "lease-scavenge-interval": 30
    }]
}]

参数：dialout-interval=2-10s，scope=global/hot-standby。监控：ha.state != "active" 触发 failover。

租约亲和性：Reservations 与 Client Classes

Kea 默认优先续租现有 lease（affinity），通过 reservations 实现 sticky IP。配置：

"subnet4": [{
    "reservations": [{
        "hw-address": "aa:bb:cc:dd:ee:ff",
        "ip-address": "192.168.1.10"
    }],
    "client-class": "known",  // 分类亲和
    "allocate-plus": ["all"]  // 策略：优先 reservation
}]

Client affinity：relay-agent 等 class 匹配，续租率 >95%。参数：unwarned-reclaim-cycles=5，max-reclaim-leases=100。

落地清单：

  1. 基准测试：perfdhcp -4 -u 192.168.1.1 -r 10000 -n 0.001。
  2. 监控：Prometheus exporter（hooks-stat-cmds），指标 lease_util>80%、backend_latency>100ms。
  3. 回滚：kea-dhcp4 -t config.json 验证语法。
  4. Scale：MySQL read replicas + sharding subnets。

Kea 核心机制确保高可用与性能，适用于云 / 企业网。实际部署中，从 memfile 起步，渐进 MySQL+HA。

资料来源：ISC Kea 官网（https://www.isc.org/kea/），Kea ARM 文档。

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