Modul 7: DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

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1 Modul 7: DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 1

2 Aufgabenstellung DHCP DHCP ist eine netznahe Anwendung (umfasst also OSI-Schicht 5-7) und setzt auf UDP (mit Port 67=Server und 68=Client) auf. DHCP bietet einen Client-Server-Dienst zur automatischen Rechner- Ein DHCP-Server stellt mindestens folgende Informationen zur Verfügung: IP-Adresse, Subnetzmaske und Standard-Gateway-Adresse Es können auch weitere Informationen verteilt werden, wie DNS-Server-Adressen WINS-Serveradressen (Windows Internet Name Service) Es gibt drei verschieden Verfahren: Manuelle, feste Zuordnung (statisches DHCP) Automatische, feste Zuordnung (statisches DHCP mit DHCP-Adresspool) Dynamische Zuordnung (dynamisches DHCP) :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 2

3 Vorteile - DHCP Automatische der Rechner ( Plug-and-play für Netze) Netz kann umkonfiguriert werden, ohne dass alle Rechner umkonfiguriert werden müssen Dienste können umkonfiguriert oder integriert werden, ohne Rechner umkonfigurieren zu müssen Mobilität des Nutzers wird unterstützt (Laptop). Fehleranfällige und mühsame Umkonfiguration entfällt IP-Adressen werden sinnvoll eingespart (auch ein Mix aus festen und dynamischen IP-Adressen ist möglich) :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 3

4 Nachteile/Probleme DHCP Problem, wenn DHCP nicht verfügbar (ausfallsicherer DHCP-Server) Wechsel der IP-Adresse während des laufenden Betriebs (wird möglichst vermieden) Zusammenspiel DNS und DHCP ( DDNS) Probleme, wenn zu wenig IP-Adressen zur Verfügung stehen Sicherheitsprobleme, da auf UDP basiert Zusätzliche Belastung des Netzes DHCP Requests meist Broadcasts --> nicht routebar Schwer nachzuvollziehbar, wer welche IP-Adresse hat Probleme bei Implemnetierung über Firewalls hinweg Probleme, wenn superschlaue Benutzer ihre Systeme manuell (falsch) konfigurieren :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 4

5 DHCPDISCOVER Anforderungsphase (Client an alle Server) Initialisierung Client DHCPDISCOVER Server An alle: brauche IP-Adresse; bitte um Angebote DHCPOFFER zusammenstellen IP-Broadcast: DHCP-DISCOVER ( ) mit Quelladresse auswählen fertig Freigabe Lease DHCPREQUEST DHCPACK DHCPRELEASE bestätigen Lease löschen Anforderung DHCP-DISCOVER enthält MAC-Adresse des Client (im Feld CHADDR) Server kann entscheiden, ob er für den Client zuständig sein will. Anforderung erreicht in jedem Fall alle Server im eigenen Subnetz. Router (DHCP-Relay-Agent) leitet Anfrage an ihm bekannten DHCP- Server weiter (per Unicast-Adresse) :11:35 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 5

6 DHCPOFFER Angebotsphase (von allen DHCP-Servern) Initialisierung auswählen Client DHCPDISCOVER DHCPOFFER DHCPREQUEST Server zusammenstellen Server reserviert IP-Adresse und stellt weitere sdaten (Lease Time, Subnetzmaske, Standardgateway, DNS-Server, ) zusammen. Vor Reservierung der IP-Adresse kann/sollte Server Konfliktfreiheit überprüfen. (Wie?) fertig Freigabe Lease DHCPACK DHCPRELEASE bestätigen Hier ist eine IP-Adresse; möchtest du sie haben? Client ist noch in Initialisierungsphase, hat noch keine IP-Adresse: Server antwortet mit IP-Broadcast an Hand der MAC-Adresse erkennt der richtige Client sein Angebot Lease löschen vgl. ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP :59:34 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 6

7 DHCPREQUEST Auswahlphase (Client an alle Server) Initialisierung auswählen Client DHCPDISCOVER DHCPOFFER Server zusammenstellen Auswerten der Angebote und eines der Angebote auswählen. Auswahlkriterium z.b. Lease Time, Angebotene weitere Daten (DNS- Server) An alle: ja, ich nehme die IP- Adresse xy fertig Freigabe Lease DHCPREQUEST DHCPACK DHCPRELEASE bestätigen Broadcast DHCP-REQUEST, um ausgewähltes Angebot anzufordern (enthält die Adresse des ausgewählten Servers, geht aber als Broadcast an alle Server, da diese möglicherweise bereits Reservierungen vorgenommen haben. Diese werten das als Absage an ihr Angebot und die reservierte Adresse kommt wieder in den Pool.) Lease löschen vgl. ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP :28:57 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 7

8 DHCPACK Bestätigungsphase (ausgewählter Server an Client) Initialisierung auswählen fertig Client DHCPDISCOVER DHCPOFFER DHCPREQUEST DHCPACK Server zusammenstellen bestätigen hier ist deine IP-Adresse, du darfst sie X Sekunden lang benützen DHCPACK mit IP-Quelladresse des Servers und IP-Broadcast Zieladresse Client übernimmt IP-Adresse und die weiteren sdaten Zuvor soll/kann Client überprüfen, ob zugewiesene Adresse eindeutig. (z.b. mit ARP-Request) Freigabe Lease DHCPRELEASE Lease löschen vgl. ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP :50:29 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 8

9 DHCPREQUEST Releaseerneuerung (Client an Server) Initialisierung Client DHCPDISCOVER Server Hallo Server, darf ich diese IP- Adresse xy behalten? auswählen DHCPOFFER zusammenstellen Client schickt DHCPREQUEST mit allen Parametern an Server Üblicherweise erfolgt die Releaseerneuerung, nachdem die halbe Releasezeit abgelaufen ist. fertig DHCPREQUEST DHCPACK bestätigen Server schickt DHCPACK, um Release zu verlängern Soll Release nicht verlängert werden, schickt Server DHCPNAK ( diese IP nicht mehr verwenden ). Dann muss Client wieder mit DHCPDISCOVER starten. Freigabe Lease DHCPRELEASE Vorzeitiges Abgeben einerlease ist im Protokoll nicht vorgesehen. Lease löschen vgl. ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP :40:05 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 9

10 DHCPRELEASE Beendigungsphase (Client an Server) Initialisierung auswählen Client DHCPDISCOVER DHCPOFFER DHCPREQUEST Server zusammenstellen Hallo Server, ich brauche meine IP-Adresse nicht mehr; sie kann weitervergeben werden Client gibt seine IP-Adresse frei IP-Adresse steht anderen Clients zur Verfügung fertig DHCPACK bestätigen Freigabe Lease DHCPRELEASE Lease löschen vgl. ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP :03:42 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 10

11 DHCP - Management Regeln für einen DHCP-Dienst (nach ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP): IP-Adressen "gehören" niemandem DHCP-verwaltete Adressen müssen im DNS eingetragen sein. Es ist für den Betrieb wichtig zu wissen, welche Adressen in Betrieb sind, welche Adressen von DHCP verwaltet werden, und welche Adressen noch frei sind. Mit IP-Adressen sparsam umgehen DHCP-Scopes sollen so wenig zerstreut sein wie möglich. Wenn in einem Netz IP-Adressen per DHCP verteilt werden sollen, sollen diese Adressen als Block vorhanden sein. Reservierte Adressen sollen vermieden werden Die allermeisten Rechner brauchen keine fest reservierte Adresse. Reservierte Adressen im gleichen Subnetz sollen aufeinander folgen DHCP-Adressen dürfen nicht "geklaut" werden. IP-Adressen, die von einem DHCP-Server verwaltet werden, dürfen nicht als statische Adressen eingesetzt werden :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 11

12 Glossar (nach ETH Zürich, Informatikdienste, DHCP) "statische Adresse"... IP-Adressen, die fix auf einem Rechner konfiguriert sind. Der Rechner versucht nicht, per DHCP oder anderswie zu einer Adresse zu kommen. "reservierte Adresse" ("manuelle zugewiesene Adresse", "statisch dynamische Adresse" )... eine IP-Adresse, die zwar dynamisch ist, die aber für eine bestimmte Maschine reserviert ist. "dynamische Adresse"... eine IP-Adresse, die von einem DHCP-Server verwaltet wird. "Lease"... das Recht, eine bestimmte IP-Adresse für eine gewisse Zeit zu benützen. "Policy"... die Bedingungen, unter denen eine IP-Adresse zugeteilt wird. "Scope"... ein IP-Bereich, bestehend aus aufeinanderfolgenden IP-Adressen, der von DHCP verwaltet wird, und in dem alle IP-Adressen der gleichen Policy unterliegen :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 12

13 Planen von DHCP-Netzwerken Fragestellungen: Bestimmung der Anzahl der zu verwendenden DHCP-Server Unterstützung von DHCP-Clients in zusätzlichen Subnetzen Planung für geroutete DHCP-Netzwerke (Router müssen den DHCP-Relay-Agent-Dienst unterstützen) Quelle: Microsoft, Microsoft TechNet, :38:30 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 13

14 ENDE :11:03 M. Leischner Rechnernetze SS 2007 Folie 14