Introducción DHCP.

Las siglas DHCP significan Dinamic Host Configuration Protocol. Es utilizado para grandes redes. El daemon actúa dándole información de la red a las estaciones de trabajo, tales como IP Address, Subnet Mask, DNS Server, Gateway, etc.

DHCP ha sido creado por el Grupo de Trabajo Dynamic Host Configuration del IETF (Internet Engineering Task Force, organización de voluntarios que define protocolos para su uso en Internet). Su definición se encuentra en los RFC's 2131, el protocolo DHCP, y el 2132, opciones de DHCP.

Al igual que otros protocolos similares, utiliza el paradigma cliente-servidor, para que los nodos clientes obtengan su configuración del nodo servidor.

El protocolo de Configuración Dinámica de Hosts (DHCP) permite la transmisión de la configuración de los hosts sobre una red TCP/IP. Este protocolo se encarga de la configuración automática de los parámetros de red, utilizando direcciones.

DHCP es una extensión de BOOTP, es decir, mejora BOOTP, y es compatible con él (un cliente puede realizar una petición estática BOOTP a un servidor DHCP)

DHCP es un protocolo que permite asignar direcciones IP dinámicas, de forma totalmente automática. Por ello no pierde las prestaciones de BOOTP, su predecesor, sino que las amplía permitiendo nuevas formas de asignación de direcciones y nuevas opciones para poder pasar a los clientes toda la información necesaria. DHCP es un protocolo implementado en los principales sistemas operativos así como otros dispositivos.

DHCP puede usarse cuando el número de IPs es menor que el número de computadores y todos no están conectados a la vez, como en un proveedor de servicio de Internet (ISP).

DHCP está formado por dos partes: un protocolo para el intercambio de los parámetros de red específicos de cada host y un mecanismo para la asignación de direcciones de red.

Un servidor DHCP tiene dos bases de datos. La primera es estática, al igual que BOOTP y la segunda contiene una pila de direcciones IP disponibles. Esta segunda base de datos hace a DHCP dinámico. Cuando un cliente DHCP pide una dirección IP temporal, DHCP la coge de la pila de direcciones IP disponibles y se la asigna durante un periodo de tiempo negociado.

El servidor admite tres tipos de configuración de direcciones IP:

1. Estática. Se configura en el servidor la dirección de red que se corresponde con la dirección LAN del cliente (equivalente a BOOTP).
2. Dinámica, por tiempo ilimitado. Se indica un rango de direcciones que se asignan a cada cliente de carácter permanente, hasta que el cliente la libera.
3. Dinámica, arrendada. Las direcciones se otorgan por un tiempo ilimitado. Un cliente debe renovar su dirección para poder seguir utilizándola.

Cuando el servidor DHCP recibe una petición, primero chequea su base de datos estática. Si existe una entrada para esa dirección física, se devuelve la dirección IP estática correspondiente. Si no se encuentra la entrada, el servidor selecciona una IP disponible de la base de datos dinámica y añade la nueva asociación a la base de datos.

• Alquiler:
  • La dirección asignada desde la pila es temporal. El servidor DHCP emite un alquiler por un periodo determinado de tiempo. Cuando el alquiler termina, el cliente debe, dejar de usar la IP o renovar el alquiler. El servidor tiene la opción de aceptar o denegar la renovación.

• Operación: El cliente realiza los siguientes pasos:
  • Envía un mensaje DHCPDISCOVER broadcast usando el puerto destino 67.
  • Aquellos servidores que puedan dar este tipo de servicio responden con un mensaje DHCPOFFER, donde se ofrece una IP que será bloqueada. En estos mensajes también puede ofrecer la duración del alquiler que por defecto es de una hora. Si los clientes no reciben dicho mensaje, intenta establecer conexión cuatro veces más, cada dos segundos, si aún así no hay respuesta, el cliente espera cinco minutos antes de intentarlo de nuevo.
  • El cliente elige una de las IPs ofertadas y envía un mensaje DHCPREQUEST al servidor seleccionado.
  • El servidor responde con un mensaje DHCPACK y crea la asociación entre la dirección física del cliente y su IP. Ahora el cliente usa la IP hasta que el alquiler expire.
  • Antes de alcanzar el 50% del tiempo del alquiler, el cliente envía otro mensaje DHCPREQUEST para renovar el alquiler.
  • Si el servidor responde con DHCPACK, el cliente puede seguir usando la IP durante otro periodo de tiempo. Si se recibe un DHCPNACK, el cliente debe de dejar de usar esa IP y empezar de nuevo el proceso de obtención de una IP.
  • Si después de transcurrir el 87.5% del alquiler no se recibe respuesta, se manda otro DHCPREQUEST. Si se recibe un DHCPACK antes de que expire el tiempo de alquiler, se obtiene más tiempo de alquiler. En caso contrario, se debe comenzar de nuevo el proceso de obtención de una IP. El cliente puede terminar el alquiler antes de que expire el tiempo. En este caso, el cliente envía un mensaje DHCPRELEASE al servidor.

    Figura: Funcionamiento DHCP

• Formato del paquete:

  Para hacer DHCP compatible con BOOTP, los diseñadores de DHCP han usado casi el mismo formato de paquete. Solo se ha añadido un bit de control al paquete. Sin embargo, se han añadido opciones extra para permitir las diferentes interacciones con el servidor. Los campos diferentes de DHCP son los siguientes:

  • Flag: 1 bit. El primero del campo sin uso, que permite al cliente el forzar que la respuesta del servidor sea broadcast en vez de unicast. Si la respuesta es unicast, la dirección destino sera la del cliente y este no la conoce, por lo que puede descartar el mensaje. Al ser broadcast, todos los computadores reciben y procesan el mensaje.

    Figura: Formato opciones

• Opciones: Se han añadido varias posibiliades a la lista de opciones. La opción con etiqueta 53 es la que define el tipo de interacción entre el cliente y el servidor. Otras opciones definen parámetros con el tiempo de alquiler, etc. El campo de opción en DHCP puede tener hasta 312 bytes.

  Figura: Opciones

La asignación de direcciones IP se configurará de un modo u otro, dependiendo de cada situación. Puede interesar un direccionamiento estático para clientes sin disco o por facilidades administrativas, pero controlando la asignación de cada dirección a cada cliente (es mas cómodo para el administrador configurar un servidor, que cada cliente; interesa el direccionamiento estático para evitar que se conecten clientes no identificados o por otras razones, como la configuración DNS).

El direccionamiento dinámico por tiempo ilimitado se utiliza cuando el número de clientes no varía demasiado, facilitando mucho la tarea del administrador.

El arrendamiento de direcciones se emplea para racionar las direcciones IP, minimizando el coste administrativo. En función de la frecuencia de inserciones/eliminaciones de clientes y de la cantidad de direcciones disponibles se concederá un mayor o menor tiempo de arrendamiento. El tiempo sera bajo (ej. 15 minutos); si se conectan/desconectan los clientes con mucha frecuencia e interesa que este disponible el máximo número de direcciones. Por el contrario se utilizará un tiempo largo para que cada cliente mantenga su dirección IP (ej. en una universidad un tiempo de 4 meses, tiempo máximo que esta desconectado en vacaciones para asumir que el cliente ya no esta en la red). Un portátil puede tener una dirección permanente o de larga duración en su red habitual de trabajo y tiempos cortos en otras redes.