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Topics で読み物として読む

この HLD は実装詳細を含みます。機能の概念・設定・運用を読み物として読みたい場合は Topics 16 章: NAT / DHCP / DNS を参照。

裏取りステータス: Code-verified

sonic-buildimage/src/dhcpmon/ で dhcpmon 実装を確認。sonic-buildimage/dockers/docker-dhcp-relay/cli/show/plugins/show_dhcp_relay.py で show dhcp_relay ipv4/ipv6 counter CLI、cli/clear/plugins/clear_dhcp_relay.py で sonic-clear、cli-plugin-tests/test_show_dhcpmon_counters.py / test_clear_dhcp_relay.py で UT を確認（verified 2026-05-09）。sonic-dhcp-relay/dhcp4relay / dhcp6relay で relay daemon 本体を確認。

DHCP Relay per-interface counter（dhcpmon マルチスレッド + COUNTERS_DB 永続化）

概要

旧設計の DHCPv4 counter は dhcpmon のプロセスメモリ内で VLAN/PortChannel 粒度のみ を持ち、ユーザは syslog からしか可視化できなかった。DHCPv6 は dhcp6relay プロセスに counter ロジックが同居し、relay 機能と相互影響していた1。

本 HLD は1:

  • DHCPv4 / DHCPv6 ともに 物理 / LAG / VLAN 粒度の TX/RX counter を持つ
  • counter を COUNTERS_DB に永続化（プロセスメモリだけでは不可視）
  • DHCPv6 counter を dhcp6relay から dhcpmon に移動し、relay と分離
  • show / sonic-clear CLI を提供

を達成する設計。

動作仕様

役割分担

flowchart LR
  subgraph SG_1["dhcpmon (multi-thread)"]
    Main["main thread:<br>socket recv + cache++"]
    DBu["DB update thread:<br>20s ごとに COUNTERS_DB sync"]
  end
  Sock4R[(socket DHCPv4 RX)] --> Main
  Sock4T[(socket DHCPv4 TX)] --> Main
  Sock6R[(socket DHCPv6 RX)] --> Main
  Sock6T[(socket DHCPv6 TX)] --> Main
  Main --> Cache[in-process counter cache]
  Cache --> DBu
  DBu --> CDB[("COUNTERS_DB<br>DHCPV4_COUNTER_TABLE<br>DHCPV6_COUNTER_TABLE")]

socket は BPF program (tcpdump -dd) でフィルタしている1:

socket フィルタ
DHCPv4 RX inbound and udp and (port 67 or port 68)
DHCPv4 TX outbound and udp and (port 67 or port 68)
DHCPv6 RX inbound and ip6 and (udp port 547 or udp port 546)
DHCPv6 TX outbound and ip6 and (udp port 547 or udp port 546)

Context interface map

dhcpmon 起動引数（-id Vlan1000 -iu PortChannel1 -iu Ethernet42）から downlink/uplink を context interface として登録し、配下の VLAN member / LAG member を context interface へマップする1:

{
  "Vlan1000": "Vlan1000",   "Ethernet1": "Vlan1000",  "Ethernet2": "Vlan1000",  "Ethernet3": "Vlan1000",   # downlink
  "PortChannel1": "PortChannel1", "Ethernet40": "PortChannel1", "Ethernet41": "PortChannel1",            # uplink
  "Ethernet42": "Ethernet42"                                                                            # uplink
}

socket interface（パケットが入ってきた物理 IF）と context interface の両方で counter をインクリメント1。

DHCPv4 counter 増分条件

Option 53（packet type）+ Destination IP（IP header）+ Gateway IP（DHCPv4 header）の 3 フィールドで判定1:

方向 RX 条件 TX 条件
Client → Server downlink IF かつ dst-ip = bcast または gateway-ip かつ DHCP gateway = 0 uplink IF かつ DHCP gateway = device gateway
Server → Client uplink IF かつ dst-ip = device gateway かつ DHCP gateway = device gateway downlink IF かつ DHCP gateway = device gateway

DHCPv6 counter

Message-type で 13 種 + Unknown / Malformed。送受信方向は spec 準拠。pcapplusplus で DHCPv6 ヘッダ解析1。

カウント除外条件: - physical / context IF が無効 - 構造異常（option 長/形式不正） → Malformed - IPv6 ext header 末尾が UDP でない、Option ID > 147 → Malformed - Hop limit >= 8（RFC8415）→ ignore - Dual-ToR で standby IF から来た packet - Link Address 不一致（Option 9 と Relay-forw の関係）

Dual-ToR 特殊ルール1

  • standby IF からの packet は drop（counter 加算せず）
  • DHCPv4 のゲートウェイは Vlan IP ではなく Loopback IP
  • DHCPv6 は server へ Loopback から送出、Vlan LLA を含む Option 18 付与

Persist (DB update thread)

20 秒間隔で全 cache を COUNTERS_DB の DHCPV4_COUNTER_TABLE / DHCPV6_COUNTER_TABLE に sync1。

Clear

sonic-clear CLI 実行時: 1. CLI が COUNTERS_DB を直接 zero clear 2. dhcpmon プロセスへ signal 送信 3. main thread 内で COUNTERS_DB → cache の同期取り込み（クリアの取り込み）

Counter Reset 契機

契機 挙動
dhcp_relay container 再起動 start.sh で全 counter clear
dhcpmon プロセス再起動 downlink/uplink + VLAN_MEMBER / PORTCHANNEL_MEMBER の関連 IF entry を 0 で初期化
VLAN add/del container 再起動が必要（vlan del は CLI 自動再起動）
VLAN/LAG member 変更 期待: entry add (=0) / del 連動。現状未サポート、将来対応1

COUNTERS_DB スキーマ

DHCPV4_COUNTER_TABLE|Vlan1000           RX={"Discover":1,...}    TX={"Offer":2,...}
DHCPV4_COUNTER_TABLE|Vlan1000:Ethernet4 RX={...}                 TX={...}
DHCPV6_COUNTER_TABLE|Vlan1000           RX={"Solicit":1,...}     TX={"Advertise":2,...}

uplink IF キーには VLAN プレフィックス (Vlan1000:Ethernet4) を付け、複数 VLAN で uplink IF が共有される構成を区別する1。

関連 CLI

show dhcp_relay ipv4 counter [--dir TX|RX] [--type <type>] <vlan>
show dhcp_relay ipv6 counters [--dir TX|RX] [--type <type>] <vlan>
sonic-clear dhcp_relay ipv4 counter [--dir TX|RX] [--type <type>] [<vlan>]
sonic-clear dhcp_relay ipv6 counters [--dir TX|RX] [--type <type>] [<vlan>]

show には --dir または --type のいずれかが必要1。

制限事項

  • VLAN/LAG member 変更時の counter entry 動的追加・削除は将来対応1
  • VLAN add/del は container 再起動を要する（vlan del は CLI 自動再起動）
  • counter は 20 秒間隔で COUNTERS_DB に flush。直近 20 秒分はメモリのみ
  • DHCPv6 Option ID > 147 は Malformed 扱い（IANA 予約準拠）

干渉する機能

  • dhcp_relay container: 起動・再起動で counter リセット
  • Dual-ToR: standby IF drop、Loopback ベース送受信、Option 18 (Vlan LLA)
  • VLAN_MEMBER / PORTCHANNEL_MEMBER: 初期化対象 IF の決定根拠

関連 reference

確認コマンド

  • show dhcp_relay ipv4 counter --dir RX <vlan> / --dir TX <vlan> — VLAN 単位の per-message-type 統計
  • show dhcp_relay ipv6 counters --type Solicit <vlan> — DHCPv6 メッセージ種別での絞り込み
  • sonic-db-cli COUNTERS_DB hgetall "DHCPV4_COUNTER_TABLE:Vlan1000" — DB 直読みで生 counter を確認
  • sonic-clear dhcp_relay ipv4 counter <vlan> で 0 化 → 再現テスト

コマンド例

DHCP relay の interface 別カウンタを確認する。

show dhcp_relay ipv4 counters
show dhcp_relay ipv6 counters
redis-cli -n 6 keys 'DHCP_COUNTER_TABLE|*'

引用元

関連 Topics

  1. sonic-net/SONiC doc/dhcp_relay/DHCP-per-interface-counter.md @ 49bab5b ↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩