Protocolo DHCP. Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Departamento de Engenharia de Electrónica e Telecomunicações e de Computadores

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1 Protocolo DHCP Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Departamento de Engenharia de Electrónica e Telecomunicações e de Computadores Redes de Computadores

2 Motivação Obtenção dos parâmetros de configuração IP de forma dinâmica Simplificação da tarefa de gestão do endereçamento e configuração Consistência de configuração entre máquinas. Reutilização de endereços IP 2/28/2010 Protocolo DHCP 2

3 Cenários Mobilidade! 2/28/2010 Protocolo DHCP 3

4 Parâmetros essenciais ao funcionamento do TCP/IP Endereço IP Máscara de rede Endereço dos routers por omissão Endereços IP dos servidores DNS 2/28/2010 Protocolo DHCP 4

5 História BOOTP publicado a primeira vez como RFC BOOTP vendor extensions definidas no RFC DHCP primeira publicação como RFC 1531 (standard proposto) DHCP revisto: RFC Dynamic Host Configuration Protocol RFC DHCP Options and BOOTP Vendor Extensions Definidos os procedimentos formais para as opções alocadas (RFC 2939) Actualmente - Grande número de opções continuam por definir 2/28/2010 Protocolo DHCP 5

6 Origens do protocolo Extensão do protocolo Bootstrap Protocol (BOOTP) Usa UDP (User Datagram Protocol) como transporte (o servidor usa o porto 67 e o cliente o 68) Inter-operável com clientes de BOOTP As opções DHCP têm o mesmo formato que as BOOTP vendor options Diferenças mais notáveis: Define mecanismos para que os endereços sejam dispensados durante um tempo finito Contempla o fornecimento de outros parâmetros necessários para o funcionamento do TCP/IP 2/28/2010 Protocolo DHCP 6

7 DHCP na pilha de protocolos da família TCP/IP APP Ping DHCP DNS HTTP FTP SMTP TRA UDP TCP NET ICMP IP IGMP D-L PPP PHY RF 10/100/ 1000BaseX POTS 2/28/2010 Protocolo DHCP 7

8 Procedimentos para gestão de parâmetros Obtenção de configuração: Servidor desconhecido Obtenção de configuração: Servidor conhecido Obtenção de configuração: Renovação do "aluger Renovação de aluguer: Servidor não responde Obtenção de informações por aplicações Dispensa de recursos Servidor muda parâmetros Obtenção de configuração via Relay Agent 2/28/2010 Protocolo DHCP 8

9 Obtenção de configuração: Servidor desconhecido DISCOVER (B) Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 OFFER (1) OFFER (2) REQUEST (B) ACK 2/28/2010 Protocolo DHCP 9

10 Obtenção de configuração: Servidor desconhecido INIT Recebe: DHCPNAK Faz: Esquece oferta Recebe: DHCPACK Faz: Não aceita condições Envia: DHCPDECLINE SELECTING Envia: DHCPDISCOVER (B) Recebe: DHCPOFFER Faz: Recolhe ofertas Faz: Selecciona oferta Envia: DHCPREQUEST (B) REQUESTING Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». BOUND 2/28/2010 Protocolo DHCP 10

11 Obtenção de configuração: Servidor conhecido Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 REQUEST ACK 2/28/2010 Protocolo DHCP 11

12 Obtenção de configuração: Servidor conhecido INIT/REBOOT Envia: DHCPREQUEST REBOOTING Recebe: DHCPNAK Faz: Restart INIT Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». Envia: DHCPDISCOVER (B) BOUND 2/28/2010 Protocolo DHCP 12

13 Obtenção de configuração: Renovação do aluguer Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 REQUEST ACK 2/28/2010 Protocolo DHCP 13

14 Obtenção de configuração: Renovação do aluguer INIT Envia: DHCPDISCOVER (B) Recebe: DHCPNAK Faz: Pára comunicações BOUND T1 Expira (Renew Timeout) Envia: DHCPREQUEST (p/ servidor) RENEWING Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». 2/28/2010 Protocolo DHCP 14

15 Renovação de aluguer: Servidor não responde Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 REQUEST REQUEST REQUEST (B)... ACK ou NAK 2/28/2010 Protocolo DHCP 15

16 Renovação de aluguer: Servidor não responde INIT Envia: DHCPDISCOVER (B) Recebe: DHCPNACK ou termina o tempo de «aluguer» Faz: Pára comunicações BOUND T1 Expira (Renew Timeout) Envia: DHCPREQUEST (p/ servidor) RENEWING T2 Expira (Rebind Timeout) Envia: DHCPREQUEST (B) REBINDING Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». 2/28/2010 Protocolo DHCP 16

17 Dispensa dos recursos RELEASE Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 2/28/2010 Protocolo DHCP 17

18 Dispensa dos recursos INIT BOUND Cliente deixa de precisar da configuração (shutdown) Envia: DHCPRELEASE Faz: Pára comunicações 2/28/2010 Protocolo DHCP 18

19 Obtenção de informações por aplicações Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 INFORM ACK 2/28/2010 Protocolo DHCP 19

20 Servidor muda parâmetros: Avisar clientes RFC3203 acrescenta esta possibilidade Ainda não implementado nos servidores e clientes em uso corrente Servidor envia DHCPFORCERENEW a cada cliente Clientes processam o pedido passando do estado BOUND para RENEWING 2/28/2010 Protocolo DHCP 20

21 Máquina de Estados INIT/REBOOT Envia: DHCPREQUEST Estados de cada «Interface» que use DHCP (RFC2131) Cliente deixa de precisar da configuração (shutdown) Envia: DHCPRELEASE Faz: Pára comunicações REBOOTING Recebe: DHCPNAK Faz: Restart INIT Recebe: DHCPNAK Faz: Esquece oferta Recebe: DHCPACK Faz: Não aceita condições Envia: DHCPDECLINE Envia: DHCPDISCOVER (B) SELECTING Recebe: DHCPOFFER Faz: Recolhe ofertas REQUESTING Faz: Selecciona oferta Envia: DHCPREQUEST (B) Recebe: DHCPNACK ou termina o tempo de «aluguer» Faz: Pára comunicações Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». Recebe: DHCPNAK Faz: Pára comunicações Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». BOUND T1 Expira (Renew Timeout) Envia: DHCPREQUEST (p/ servidor) RENEWING T2 Expira (Rebind Timeout) Envia: DHCPREQUEST (B) REBINDING Recebe: DHCPACK, DHCPOFFER ou DHCPNAK Faz: Ignora Recebe: DHCPACK Faz: Guarda parâmetros e acerta os tempos de «aluguer». 2/28/2010 Protocolo DHCP 21

22 Redes e servidores Cliente descobre os servidores usando broadcast Em situações normais os routers não propagam broadcasts Alternativas: Um servidor por rede (domínio de broadcast)? Um intermediário por rede 2/28/2010 Protocolo DHCP 22

23 O Relay Agent Re-encapsula os pedidos em broadcast do cliente em mensagens dirigidas ao(s) servidor(es) Como sabe o servidor que configuração fornecer ao cliente? O Relay Agent altera as mensagens em que é intermediário A interface de entrada do pedido no Relay Agent está na rede do cliente! Serve de intermediário também nas respostas ao cliente 2/28/2010 Protocolo DHCP 23

24 Obtenção de configuração via Relay Agent Router com Relay Agent Router Cliente DHCP DHCP1 DHCP2 DISCOVER (B) DISCOVER OFFER (1) OFFER (2) REQUEST (B) REQUEST ACK 2/28/2010 Protocolo DHCP 24

25 Mensagem DHCP MAC header IP header UDP header DHCP ::: Opcode Hardware type Hardware address length Hop count Transaction ID Number of seconds Flags Client IP address Your IP address Server IP address Gateway IP address Client hardware address (16 bytes) Server host name (64 bytes) Boot filename (128 bytes) Options ::: 2/28/2010 Protocolo DHCP 25

26 O cabeçalho DHCP - Campos Opcode: 8 bit 1 BOOTREQUEST, Boot request 2 BOOTREPLY, Boot reply Hardware type: 8 bit Os mais comuns: 1 Ethernet 14 SMDS 15 Frame Relay 18 Fibre Channel 24 IEEE1394 (RFC2855) Ver: Lista completa dos atribuídos pela IANA Hardware address length: 8 bit Dimensão em bytes dos endereços físicos/mac. Hop count: 8 bit Usado pelos relay agents para limitar a propagação das mensagens. Transaction ID: 32 bit Número aleatório escolhido pelo cliente e usado para associar os pedidos às respostas. Number of seconds: 16 bit Tempo decorrido desde que o cliente iniciou o processo de aquisição ou renovação de endereço. Flags. 16 bit (RFC 1542) Só definido o bit de maior peso, quando activo, o cliente pretende que a resposta do servidor ao pedido seja enviada em broadcast. 2/28/2010 Protocolo DHCP 26

27 Cabeçalho DHCP Campos Client IP address: 32 bit Endereço actual do cliente ( inicialmente) Your IP address: 32 bit Endereço oferecido ao cliente. Server IP address: 32 bit Endereço do servidor (para comunicações directas) Gateway IP address: 32 bit Endereço primário da interface do relay agent por onde entrou o pedido do cliente. Client hardware address: 16 byte Endereço fisico/mac do cliente. Server host name: 64 byte Nome do servidor de arranque do S.O. (também usado para overload de opções) Boot filename: 128 byte Nome completo (com caminho) do ficheiro de arranque do S.O. (também usado para overload de opções) BOOTP/DHCP options: Dimensão variàvel Os 4 primeiros bytes têm o valor «mágico» de 0x (o mesmo que havia sido definido para o BOOTP). O resto deste campo consiste numa lista de parâmetros «etiquetados» chamados de opções segundo o típico formato TLV (type, length, value). Todas as vendor extensions definidas para o BOOTP são também válidas com opções DHCP. 2/28/2010 Protocolo DHCP 27

28 Opções DHCP mais relevantes Code Dimensão Descrição Detalhes em: 1 4 Subnet Mask Router Domain Name Server Host Name Domain Name NetBIOS over TCP/IP name server. RFC 1533, RFC NetBIOS over TCP/IP Node Type. RFC 1533, RFC Requested IP Address. RFC 1533, RFC IP address lease time. RFC 1533, RFC Option overload. RFC 1533, RFC DHCP message type. RFC 1533, RFC 2132, RFC Server identifier. RFC 1533, RFC Parameter request list. RFC 1533, RFC Message. RFC 1533, RFC Maximum DHCP message size. RFC 1533, RFC Renew time value. RFC 1533, RFC Rebinding time value. RFC 1533, RFC End. Valor Tipo Definida em: 1 DHCPDISCOVER RFC DHCPOFFER RFC DHCPREQUEST RFC DHCPDECLINE RFC DHCPACK RFC DHCPNAK RFC DHCPRELEASE RFC DHCPINFORM RFC DHCPFORCERENEW RFC3203 Valores definidos para a opção 53 (DHCP Message Type) Lista completa pode ser obtida na IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 2/28/2010 Protocolo DHCP 28

29 Exemplo prático LAN Port DHCP Server Internet Port DHCP Client 2/28/2010 Protocolo DHCP 29

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31 Exemplo prático Nível de rede (IP) Nível de ligação EthoATM Nível f]isico ADSL 2/28/2010 Protocolo DHCP 31

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34 Sumário e Bibliografia Sumário Parâmetros essenciais ao funcionamento do TCP/IP Formato da mensagem DHCP Modos de atribuição de parâmetros Protocolo DHCP Máquina de Estados Relay Agent e DHCP Bibliografia [ISBN ] The DHCP Handbook: Understanding, Deploying, and Managing Automated Configuration Services. [ISBN ] The DHCP Handbook (2nd Edition). 2/28/2010 Protocolo DHCP 34