DHCP

DHCP es un protocolo de capa de aplicación diseñado para implementar un servicio de configuración automática de red en redes TCP/IP.

La función principal de DHCP es permitir a los equipos de una red obtener sus parámetros de configuración de forma automática, el puerto en el que trabaja el protocolo DHCP es el 68/UDP.

Componentes

• Servidor DHCP Asigna la configuración de la red
• Clientes DHCP Realiza peticiones al servidor DHCP
• Protocolo DHCP Conjunto de normas y reglas basándonos en el protocolo DHCP
• Agentes de retransmisión DHCP Escuchan peticiones de los clientes DHCP y las retransmiten a los servidores DHCP ubicados en otras redes.

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Tipos de asignación

Existen tres tipos de asignaciones de configuración:

• Asignación Estática (Reserva) Asigna direcciones IP concretas a equipos concretos.

• Asignación dinámica Se define un rango de asignación de direcciones IP (10.10.10.100 - 10.10.10.200)

• Asignación Automática Es igual que la asignación dinámica, la única diferencia es que en las asignaciones automáticas el plazo de concesión es ilimitado

Ámbito

Se puede definir un ámbito como un agrupamiento de equipos o clientes de una red que utilizan el servicio DHCP, dentro de un ámbito se reservan direcciones IP.

Rango

Es posible definir un rango como un intervalo consecutivo de direcciones IP (10.10.10.100 - 10.10.10.200)

Exclusiones

Un conjunto de direcciones pueden ser excluidas de un rango para no asignarlas a los clientes DHCP

Reservas

Consiste en la asignación de una dirección IP fija a un equipo, se suele utilizar para asignar a servidores o equipos concretos en la red la misma dirección IP

Tiempo de concesión (lease time)

El plazo de concesión es el tiempo en que un cliente DHCP mantiene como propios los datos de configuración que le otorgo el servidor.

Cada vez que un cliente arranca su equipo, cada cierto tiempo o cuando se alcanza el límite de tiempo, el equipo vuelve a consultar la información al servidor.

A la hora de determinar el tiempo de concesión es importante analizar el tipo de red, en redes donde hay muchas direcciones IP disponibles y donde rara vez la configuración de los equipos cambia, el tiempo de concesión será alto, mientras que en redes donde los equipo cambien de subred con frecuencia y haya pocas direcciones IP disponibles el tiempo de concesión será bajo.

Configuración que asigna un servidor DHCP

• Dirección IP
• Máscara de Subred
• Puerta de Enlace
• Servidores DNS
• Nombre DNS
• Tiempo máximo de Espera (ARP)
• Servidores POP3
• Servidores WINS

Tipos de Opciones

A la hora de establecer los parámetros de configuración que se enviaran a los clientes, podemos establecer parámetros a diferentes niveles

• Opciones de Servidor Se envían a todos los clientes del servidor DHCP
• Opciones de Ámbito Se envían a todos los clientes del ámbito y sobreescriben las opciones de servidor
• Opciones de Clase Se envían a los clientes de acuerdo a la clase de cliente a la que pertenecen
• Opciones de Equipo Se definen para un equipo concreto mediante una reserva. Esta opción sobreescribe a cualquiera de las anteriores

Protocolo DHCP

El protocolo DHCP determina el conjunto de normas y reglas en base a las cuales dialogan los clientes y servidores DHCP.

El formato de un mensaje DHCP es el que se muestra en la siguiente imagen:

• op Inicia se es la solicitud o la respuesta
• htype Tipo de Hardware
• hlen Longitud de la dirección hardware
• hops Saltos
• xid Identificador de la transacción para relacionar peticiones
• secs Tiempo en segundos desde que el cliente inicio el proceso
• flogs El bit más significativo de este campo, se utiliza como flag
• ciaddr IP Cliente
• yiaddr IP que ofrece el Servidor
• siaddr IP Servidor
• giaddr IP Agente de retransmisión
• chaddr MAC Cliente
• sname Nombre del servicio DHCP
• file Nombre del fichero a descargar

Obtener una concesión

El cliente DHCP difunde por broadcast un paquete DHCPDISCOVER para localizar un servidor DHCP

Oferta DHCP (DHCPOFFER)

Los servidores responden a la petición, donde ofrecen una dirección IP al cliente, mascara de red, tiempo de concesión…

Solicitud DHCP (DHCPREQUEST)

El cliente recibe una o más ofertas de servidor y elige la mejor, por norma general siempre suele elegir el primero que responda.

Reconocimiento DHCP (DHCPPACK)

Si el mensaje DHCPPACK no contiene su dirección, el servidor considerará su oferta rechazada.

El proceso es el siguiente:

Si el mensaje contiene su dirección, envía un mensaje:

• DHCPACK -> Si la dirección IP aún está disponible
• DHCPNAK -> Si ya no está disponible no es válida

Si el cliente recibe un DHCPACK puede usar la IP

• Si la IP es válida se inicializa con los datos suministrados
• Si encuentra un problema, envía un DHCPDECLINE al servidor y vuelve al paso 1 (DHCPDISCOVER)

Si recibe el DHCPNAK libera la IP y vuelve al paso 1 (DHCPDISCOVER)

Tipos de mensajes DHCP

• DHCPDISCOVER Mensaje de broadcast de un cliente para detectar un servidor DHCP
• DHCPOFFER Mensaje de un servidor a un cliente a modo de oferta de configuración
• DHCPREQUEST Mensaje encapsulado de una trama de difusión para:
  • Aceptar / Confirmar / Extender
• DHCPACK Mensaje de un servidor a un cliente para enviarle la configuración
• DHCPNAK Mensaje de un servidor a un cliente para indicarle la dirección asignada es incorrecta
• DHCPDECLIENTE Mensaje de un servidor a un cliente para indicarle que hay un problema con la IP
• DHCPREALSE Mensaje de un cliente a un servidor para indicar que renuncia la dirección
• DHCPINFORM Mensaje de un cliente para pedir más información

Agentes de retransmisión DHCP

Un agente de retransmisión es un equipo o enrutador configurado para escuchar difusiones DHCP procedentes de clientes DHCP, y a continuación retransmitir dichos mensajes a los servidores DHCP ubicados en distintas redes, existen dos tipos, los que están instalados en servidores y los que están instalados en los routers.