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Redes de Computadores I- Protocolos de Controle: BOOTP/DHCP

por

Helcio Wagner da Silva

Introdução

• Deficiências percebidas no RARP– Servidores RARP precisam estar na mesma rede

local que seus clientes

– Por operar relativamente próximo ao HW damáquina, dificulta a construção de servidores porparte de programadores de aplicações

– Não pode ser usado em redes que alocamdinamicamente endereços de HW às máquinas

– Informação trocada entre servidor e cliente estálimitada a apenas um endereço IP

2

Introdução

• Definido na RFCs 951, 1048 e 1084, o BOOTP(BOOTstrap Protocol) foi projetado para supriralgumas dessas deficiências

• Semelhanças & Diferenças

– Assim como o ARP, o BOOTP baseia-se em uma únicatroca de mensagens

– Porém, nessa única troca são transferidas muito maisinformações do que no ARP

– Além disso, por usar o UDP (porta 67) e o IP, é maisfácil para o programador implementar SW BOOTP

3

Funcionamento do BOOTP

??? 192.31.65.7

E1 E2

192.31.65.1/192.31.60.4

E3/F1BD

Resposta BOOTP

• <END. IP CLIENTE =>• <“SEU” END. IP = 192.31.65.5>• <END. IP SERVIDOR = 192.31.65.7>• <END. IP GATEWAY = 192.31.65.1>• <END. HW CLIENTE = E1>• <HOSTNAME SERVIDOR = “server”>

Solicitação BOOTP

• <END. IP CLIENTE =>• <“SEU” END. IP = >• <END. IP SERVIDOR = >• <END. IP GATEWAY = >• <END. HW CLIENTE = E1>• <HOSTNAME SERVIDOR = >

4

Funcionamento do BOOTP

Protocolo de Enlace

...encapsulado porum quadro

Endereços de difusão

IP

Nível de Enlace

Nível de Rede

UDP

BOOTP

Nível de Transporte

Solicitação BOOTP...

...encapsulada porum segmento UDP...

...encapsulado porum datagrama IP...

Nível de Aplicação

5

Formato da Mensagem BOOTPOPERAÇÃO TIPO END. HW TAM. END. HW SALTOS

IDENTIFICADOR DA TRANSAÇÃO

SEGUNDOS INUTILIZADO

ENDEREÇO IP DO CLIENTE (COLOCADO PELO CLIENTE)

“SEU” ENDEREÇO IP (COLOCADO PELO SERVIDOR)

ENDEREÇO IP DO SERVIDOR

ENDEREÇO IP DO ROTEADOR (GATEWAY)

ENDEREÇO DE HW DO CLIENTE (16 OCTETOS)

NOME (HOSTNAME) DO SERVIDOR (64 OCTETOS)

NOME DO ARQUIVO DE INICIALIZAÇÃO (128 OCTETOS)

ÁREA ESPECÍFICA DO FABRICANTE (64 OCTETOS)

0 8 16 24 31

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Processo de Inicialização para Máquinas Sem Disco

• Duas etapas1. Máquina obtém junto a servidores BOOTP as

informações necessárias ao descarregamento deuma imagem do SO

2. Máquina descarrega o SO de um repositórioremoto (usando o TFTP, por exemplo)

• BOOTP desacopla as etapas de configuração earmazenamento durante a inicialização– O Servidor de arquivos pode, inclusive, ser

executado a partir de uma máquina diferente daque executa o servidor BOOTP

7


IP???Servidor BOOTP

(192.31.65.7)

E1 E2

BD imagens

E3

Servidor de arq.(192.31.65.8)

E4

Resposta BOOTP

• <END. IP CLIENTE =>• <“SEU” END. IP = 192.31.65.5>• <END. IP SERVIDOR = 192.31.65.7>• <END. IP GATEWAY = 192.31.65.1>• <END. HW CLIENTE = E1>• <HOSTNAME SERVIDOR = “server”>• <NOME ARQ. INIC. = “192.31.65.8/unixImg.iso”>

IP???E3/F1

192.31.65.1/192.31.60.4

Solicitação BOOTP

• <END. IP CLIENTE =>• <“SEU” END. IP = >• <END. IP SERVIDOR = >• <END. IP GATEWAY = >• <END. HW CLIENTE = E1>• <HOSTNAME SERVIDOR = >• <NOME ARQ. INIC. = “unix”>

8

192.31.65.5Servidor BOOTP

(192.31.65.7)

E1 E2

BD imagens

E3


E4

IP???E3/F1

192.31.65.1/192.31.60.4

TFTP


9



(192.31.65.7)

E1 E2

BD imagens

E3


E4

Resposta BOOTP

• <END. IP CLIENTE =>• <“SEU” END. IP = 192.31.65.6>• <END. IP SERVIDOR = 192.31.65.7>• <END. IP GATEWAY = 192.31.65.1>• <END. HW CLIENTE = E1>• <HOSTNAME SERVIDOR = “server”>• <NOME ARQ. INIC. = “192.31.65.8/winImg.iso”>

IP???E3/F1

Solicitação BOOTP

• <END. IP CLIENTE =>• <“SEU” END. IP = >• <END. IP SERVIDOR = >• <END. IP GATEWAY = >• <END. HW CLIENTE = E2>• <HOSTNAME SERVIDOR = >• <NOME ARQ. INIC. = “windows”>

10


(192.31.65.7)

E1 E2

BD imagens

E3


E4

192.31.65.6E3/F1

192.31.65.1/192.31.60.4

TFTP


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Área do FabricanteNome Código Tam. Conteúdo

Preenchimento 0 - Zeros – usado apenas para preenchimento

Máscara de subrede 1 4 Máscara de subrede para rede local

Hora do dia 2 4 Hora do dia em UTC

Final 255 - Final da lista de itens

Roteadores 3 N Endereços IP de N/4 roteadores

Servidores de Tempo 4 N Endereços IP de N/4 Servidores de Tempo

Servidores IEN116 5 N Endereços IP de N/4 Servidores IEN116

Servidores DNS 6 N Endereços IP de N/4 Servidores DNS

Servidores de Log 7 N Endereços IP de N/4 Servidores de Log

Servidores de Cotas 8 N Endereços IP de N/4 Servidores de Cotas

Servidores Lpr 9 N Endereços IP de N/4 Servidores Lpr

Servidores de Impressão 10 N Endereços IP de N/4 Servidores de Impressão

Servidores RLP 11 N Endereços IP de N/4 Servidores RLP

Hostname 12 N N bytes do nome do computador do cliente

Tam. Arq. de Inicialização 13 2 Tamanho do arquivo de inicialização

RESERVADO 128-254 - Reservado para uso específico do sítio 12

DHCP

• Similarmente ao RARP, o BOOTP foi projetadopara operação em um ambiente estático– O BOOTP provê apenas um mapeamento estático

entre um identificador de máquina e um conjunto deparâmetros para aquela máquina

• Com o advento dos computadores móveis e asredes sem fio, era necessário um outro protocolode inicialização

• Neste contexto, surgiu o DHCP (Dynamic HostConfiguration Protocol)

• O DHCP é descrito nas RFCs 2131 e 213213

A Necessidade de Configuração Dinâmica

• A LAN de um laboratório de uma universidadepossui uma rede classe C

• Há espaço para 30 alunos no laboratório

• Cada aluno tem seu próprio computadorportátil

• A escala de utilização do laboratório prevê seuuso em 10 slots de aulas por semana, cadaaula sendo dada para uma turma diferente

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Funcionamento do DHCP

• Um endereço IP é arrendado a uma máquina

• O cliente DHCP pode sugerir um intervalo detempo para expiração do arrendamento

• Porém, a palavra final sobre qual será essetempo é dada pelo Servidor DHCP

???192.31.65.7

BD

E1 E2

Solicitação DHCP

Resposta DHCP

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Agentes de Retransmissão

WAN

192.31.65.5

Agente deRetransmissão(192.31.65.7)

E1 E2

192.31.65.1/192.31.60.4

Ethernet CC192.31.65.0

Ethernet EE192.31.63.0

E3/F1

F2

F3/E4

192.31.60.7/192.31.63.1

Servidor DHCP(192.31.63.7) 192.31.63.8

E5 E6

FDDI

Solicitação DHCP (difusão)Solicitação DHCP (unicast)

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Formato da Mensagem DHCP

OPERAÇÃO TIPO END. HW TAM. END. HW SALTOS

IDENTIFICADOR DA TRANSAÇÃO

SEGUNDOS FLAGS

ENDEREÇO IP DO CLIENTE (COLOCADO PELO CLIENTE)

“SEU” ENDEREÇO IP (COLOCADO PELO SERVIDOR)

ENDEREÇO IP DO SERVIDOR

ENDEREÇO IP DO ROTEADOR (GATEWAY)

ENDEREÇO DE HW DO CLIENTE (16 OCTETOS)

NOME (HOSTNAME) DO SERVIDOR (64 OCTETOS)

NOME DO ARQUIVO DE INICIALIZAÇÃO (128 OCTETOS)

OPÇÕES (TAMANHO VARIÁVEL)

0 8 16 24 31

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Campo FLAGS

• Substitui o campo INUTILIZADO do BOOTP

• Possui apenas um de seus bits definido

– Se B = 1, o servidor responde usando o endereçode enlace de difusão

– Se B = 0, o servidor responde usando o endereçode enlace unicast

B

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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Campo OPÇÕES

• Análogo a ÁREA ESPECÍFICA DO

FABRICANTE do BOOTP

• Usado para se armazenar parâmetrosrelacionados ao arrendamento de endereço IP,sobrecarga de opções e tipos de mensagens

CÓDIGO (53) TAMANHO (1) TIPO (1→7)

0 8 16 23

TIPO Mensagem DHCP

1 DHCPDISCOVER

2 DHCPOFFER

3 DHCPREQUEST

4 DHCPDECLINE

5 DHCPACK

6 DHCPNACK

7 DHCPRELEASE 19

INICIALIZAR

SELECIONAR

SOLICITAR

LIGADO

RELIGAR RENOVAR

/envia msgDHCPDISCOVER

recebe msgDHCPOFFER/

Seleciona oferta/envia msg DHCPREQUEST

recebe msgDHCPACK/

Cancela arrendamento/envia msg DHCPRELEASE

recebe msgDHCPACK/

Expira temporizador de renovação/envia msg DHCPREQUEST

recebe msgDHCPACK/

Expira temporizador de religação/envia msg DHCPREQUEST

recebe msgDHCPNACK/

recebe msgDHCPNACK ou expira

Temporizador de expiração/

Temporizador de renovação• 50 % do temporizador de expiração

Temporizador de religação• 87,5 % do temporizador de expiração 20

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