Projeto de Redes de ComputadoresDHCP

Prof. Ms. Ranieri Marinho de Souza

Roteiro• Motivação• Origem

▫RARP▫BOOTP

• DHCP▫Formato de mensagem DHCP▫Funcionamento▫Tipos de Mensagens▫Renovação endereço IP▫DHCP Relay

Motivação•Principais parâmetros que devem ser

configurados para que o protocolo TCP/IP funcione em uma máquina▫Número IP▫Máscara de sub-rede▫Gateway Padrão▫Número IP de um ou mais servidores DNS

Motivação

•Em uma rede com centenas e até mesmo milhares de estações de trabalho, configurar o TCP/IP em cada estação se torna uma tarefa bastante trabalhosa

•Sempre que houver mudanças, a reconfiguração terá que ser feita manualmente em todas as estações de trabalho

Motivação

•Possibilidade de erros de configuração▫Digitação do endereço IP

▫Digitação da máscara de sub-rede

Origem

RARP

•Reverse Address Resolution Protocol▫Funcionalmente similar ao ARP▫Faz um broadcast de requisição de um

endereço IP associado ao endereço MAC fornecido

▫O servidor RARP responde com um endereço IP

▫Apenas atribui o endereço IP (não o roteador default e a máscara de subrede).

RARP

EndereçoEthernet MAC

(48 bit)

ARPEndereço IP(32 bit)

BOOTP• BOOTstrap Protocol (BOOTP) • De 1985• Host pode configurar seus parâmetros IP em boot

time.• 3 serviços

▫ Atribuição de endereço IP▫ Detecta o endereço IP para uma máquina servidora.▫ O nome de um arquivo para ser carregado e executado

por um cliente (boot file name)• Não apenas a atribuição de IP, mas também o

roteador padrão, máscara de rede, etc.• Enviado como mensagens UDP• Usa o endereço de broadcast (255.255.255.255):

DHCP

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DHCP

•Dynamic Host Configuration Protocol ▫A partir de 1993 ▫RFC 1541▫ Uma extensão do BOOTP▫Mesmos números de porta do BOOTP ▫Extensões:

Apoia alocação temporária ( “leases") de endereços IP

O cliente DHCP poderá adquirir todos os parâmetros de configuração IP necessários para a operar

▫DHCP pode interoperar com clientes BOOTP.

DHCP

Critério de atribuição de IP

•Atribuição manual

•Atribuição automática

•Atribuição dinâmica

OpCode Hardware Type

Your IP address

Gateway IP address

Client IP address

Server IP address

Hardware Address Length

Hop Count

Server host name (64 bytes)

Client hardware address (16 bytes)

Boot file name (128 bytes)

Transaction ID

Options

Number of Seconds Unused (in BOOTP)

Flags (in DHCP)

Formato de mensagem DHCPTipo da MensagemBootRequest /BootReply

Opicionalmente usado pelos

agentes DHCP

OpCode Hardware Type

Your IP address

Gateway IP address

Client IP address

Server IP address

Hardware Address Length

Hop Count

Server host name (64 bytes)

Client hardware address (16 bytes)

Boot file name (128 bytes)

Transaction ID

Options

Number of Seconds Unused (in BOOTP)

Flags (in DHCP)

Formato de mensagem DHCP

ID da transação, um número gerado

randomicamente escolhido pelo cliente, usado pelo cliente e

servidor para associar mensagens e respostas entre um cliente e um

servidor.

Total de segundos passados desde que o cliente iniciou a

requisição.

Endereço IP do cliente.

OpCode Hardware Type

Your IP address

Gateway IP address

Client IP address

Server IP address

Hardware Address Length

Hop Count

Server host name (64 bytes)

Client hardware address (16 bytes)

Boot file name (128 bytes)

Transaction ID

Options

Number of Seconds Unused (in BOOTP)

Flags (in DHCP)

Formato de mensagem DHCP

Seu endereço IP.

Endereço IP do próximo servidor

usado no bootstrap; retornado no DHCPOFFER,

DHCPACK pelo servidor.

Endereço IP do agente Relay, usado no booting via um

agente relay.

OpCode Hardware Type

Your IP address

Gateway IP address

Client IP address

Server IP address

Hardware Address Length

Hop Count

Server host name (64 bytes)

Client hardware address (16 bytes)

Boot file name (128 bytes)

Transaction ID

Options

Number of Seconds Unused (in BOOTP)

Flags (in DHCP)

Formato de mensagem DHCP

Endereço do Hardware do

cliente.

Opcional host name do servidor.Nome do arquivo

de boot, nome ou null em

DHCPDISCOVER, nome do diretório.

Opcional host name do servidor. Campo

opcional de parâmetros.

Funcionamento DHCP

Funcionamento DHCP

•Processo de 4 fases entre cliente e servidores▫ Cliente envia DISCOVER “Alguém me envie um

endereço” (Broadcast).

▫ Servidores OFFER “Use este endereço”.

▫Cliente REQUESTS “Eu usarei este”. (broadcast)

▫Servidores ACKNOWLEDGE “OK ou No Way!” (ACK/NAK)

Fluxo de mensagens inicialServer A Client Server B

Cliente tenta descobrir disponíveis DHCP ServersDHCPDISCOVE

RDHCPDISCOVE

R

Servers responde com ofertasDHCPOFFER DHCPOFFER

Cliente recolhe ofertas e decide qual aceitar

O cliente faz um requisição broadcasts um dos endereços ofertados.

DHCPREQUEST

DHCPREQUEST

O servidor reconhece o uso do endereço IP pelo cliente.DHCPAC

KConfiguração Completa

O cliente libera o uso do endereço IPDHCPRELEA

SE

Desligamento

DHCP Tipos de Mensagens

Message Description DISCOVER Client broadcast to locate available servers

OFFER Server to client response offering configuration parameters

REQUEST Client broadcast requesting offered parameters

ACK Server to client response confirming a request

NAK Server to client response denying a request

RELEASE Client to server request to relinquish IP address

DECLINE Client to server notification that IP address is in use

Tempo de renovação concessão (Client Lease)

•T1 < T2 < Tempo de concessão•T1 valor padrão = 1/2 of lease time•T2 valor padrão = 7/8 of lease time•Comunicado via DHCPOFFER, DHCPACK•Ações do cliente quando o tempo passa:

▫T1: cliente deve renovar endereço com o servidor DHCP.

▫T2: cliente deve renovar endereço com algum servidor DHCP.

▫Tempo de concessão (Lease time): cliente deve parar de usar o endereço IP.

Fluxo de renovaçãoServer A Client Server B

Client unicasts request to continue using IP addressDHCPREQUE

STServer acknowledges request and updates leaseDHCPACK

Client broadcasts request to continue using IP addressDHCPREQUE

STDHCPREQUE

STServer acknowledges request and updates leaseDHCPA

CK

Configuration complete

T1 elapses

T1 elapses

Client unicasts request to continue using IP addressDHCPREQUE

STT2 elapses

Configuration complete

Estrutura de uma rede

Router

Internet

UDP Port 68

UDP Port 68

UDP Port 68

UDP Port 67

DHCP Clients

DHCP Relay

DHCP RELAY

Sub-rede 1

Sub-rede 2

DHCP Relay

•DHCP relays habilitam um servidor DHCP por domínio administrativo, além de um servidor por rede.▫Necessita um DHCP relay em cada rede▫DHCP relay envia um pacote IP unicast para o

servidor DHCP, quando “escuta” um pacote broadcast IP local com DHCPDISCOVER

DHCPRelay

Requesting Host

IP Router

LAN1 LAN2255.255.255.255

DHCPServer

DHCP Relay•Servidor DHCP seleciona um endereço IP

dinâmico▫Mapeia endereços MAC dos hosts para endereços IP

dinâmicos•Outra vantagem dos relays: habilita as respostas

DHCP a voltarem para o host que requisitou▫Servidor não pode enviar diretamente de volta usando

endereços MAC dos hosts▫Servidor DHCP envia unicast ao endereço IP conhecido

do DHCP relay, o qual envia aos endereços MAC locais dos hosts

DHCPRelay

Requesting Host

IP Router

LAN1 LAN2

DHCPServer

Referências

•Tominaga, Akihiro; et al “Problems and Solutions of DHCP”

•RFC 2131•Computer Networking, 4 ed. James F.

Kurose Keith W. Ross•Andrew S. Tanenbaum, Computer

Networks