Protocolo DHCP

El protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) se encuentra en la capa TCP/IP más alta: la de aplicación.

Se trata de un estándar diseñado, no para dar servicio a otra capa del modelo TCP/IP, sino para reducir la complejidad que supone la administración de direcciones IP en una red.

Este protocolo se basa en el modelo cliente/servidor, es decir, permite una administración centralizada de la red, la cual se lleva a cabo mediante un servidor que dispone de un “pool” o lista definida de direcciones IP dinámicas.

 El servidor podrá asignar a los clientes que se conecten a la red éstas direcciones, de forma que éstos obtengan toda la información que necesitan para su configuración, directamente del servidor y sin necesidad de un conocimiento previo de las características de la red.

En todo momento el servidor registrará los cambios producidos así como las IP que se encuentren en uso, quién las está ocupando y por cuánto tiempo.

Una baja de conexión de un host será identificada liberando su IP, que podrá pasar a ser ocupada por otro host que desee conectarse.

Figura1: Ejemplo de una red administrada con DHCP

? Mecanismos de asignación de IP

DHCP consta de tres mecanismos distintos que cubren todas las necesidades posibles con respecto a la asignación de IP’s:

• Asignación Automática: Cuando un cliente se conecta por primera vez a la red, el servidor le asigna permanentemente una IP aleatoria y  el cliente mantendrá esta IP hasta que decida liberarla. Este mecanismo suele utilizarse cuando hay poca variación en el número de clientes de la red.

• Asignación Dinámica: En este tipo de asignación, el servidor proveerá a los clientes de una IP temporal. Cuando la IP llegue a su caducidad, el cliente deberá pedir al servidor una nueva IP con la que trabajar si quiere seguir conectado a la red.

• Asignación Manual: Este último mecanismo asigna manualmente la IP a los clientes, por lo que debe ser el administrador de red el que configure el servidor DHCP para que éste transmita la IP deseada al cliente. De esta forma hay un mayor control sobre la asignación de direcciones y se evitarán máquinas no deseadas.

?Caracteristicas y Objetivos del Servidor DHCP.

• Un cliente puede configurarse totalmente y funcionar dentro de una red sin necesidad de una intervención manual.

• La red, por lo tanto, podrá ser configurada totalmente por el servidor DHCP sin que el administrador intervenga configurando ningún cliente.

• No tiene porqué existir un servidor distinto dentro de cada subred, ya que el servidor DHCP debe trabajar a través de “routers” o utilizando agentes de retransmisión.

• Debe estar preparado para recibir varias respuestas de configuración ante una petición y elegir la más adecuada.

• Debe poder coexistir con host’s que hayan sido configurados manualmente.

• Proporcionará servicio a los clientes BOOTP.

• Garantizará que ninguna dirección IP va a ser usada por dos o más clientes.

?Funcionamiento del protocolo DHCP

DHCP deriva del protocolo Bootstrap (BOOTP), uno de los métodos pioneros en asignación automática de IP, que fue sustituido por DHCP por las exigencias de redes más grandes que  BOOTP no era capaz de soportar. Sin embargo, DHCP sigue manteniendo el mismo sistema básico de comunicación sobre trama UDP que tiene BOOTP, que es el siguiente:

Un equipo nuevo en la red no tiene información sobre la configuración de la misma y no existe ninguna forma de obtener una IP sin información sobre esta configuración. Por ello, lo primero que deberá hacer un nuevo cliente DHCP será enviar un paquete especial de transmisión broadcast, con información adicional como el tipo de conexión o los puertos en uso que utiliza.

Una vez que el servidor DHCP ha recibido el paquete, devolverá otro paquete de transmisión que contendrá toda la información que había sido solicitada por el cliente.

Una forma mas específica de explicar ésta comunicación es haciendo referencia a los mensajes DHCP que se intercambia el servidor con los distintos clientes que quieren unirse a la red.

? Mensajes DHCP

El protocolo DHCP hace uso de diversos tipos de mensajes para completar una configuración exitosa.

Estos se pueden clasificar en: Mensajes emitidos por el cliente (en su gran mayoría para solicitar una información) o Respuestas a éstas peticiones por parte del servidor.

1) Mensajes del cliente.

• DHCPDISCOVER: Utilizado para ubicar los servidores DHCP que se encuentren disponibles en la red.
• DHCPREQUEST: Paquete que contendrá solicitudes varias como extender su concesión de IP o pedir una asignación nueva.
• DHCPDECLINE: El cliente usará este mensaje para indicar al servidor que la dirección que le ha otorgado ya se encuentra en uso.
• DHCPRELEASE: El cliente libera su dirección IP e informa al servidor para que pueda asignarla a otro host.
• DHCPINFORM: Un cliente que ya tiene otorgada una dirección pide información sobre parámetros locales de la red.

2) Mensajes del servidor.

• DHCPOFFER: El servidor responde a un paquete DHCPDISCOVER, informando al cliente sobre los parámetros iniciales.
• DHCPACK: Este paquete respuesta del servidor, otorgará una IP a un cliente que la haya solicitado.
• DHCPNAK: El servidor enviará este mensaje a un cliente cuya IP haya caducado o como respuesta a un DHCPDECLINE.

? Comunicación DHCP

En un caso básico de una nueva conexión de un cliente a una red DHCP, el primer mensaje que emite éste es un DHCPDISCOVER para conocer la ubicación del servidor DHCP.

El servidor responderá a éste mensaje con un DHCPOFFER, que contendrá los parámetros iniciales y una oferta de dirección IP, que el cliente podrá denegar con un DHCPDECLINE o aceptarla con DHCPREQUEST.  En este caso el servidor tendrá que cerrar la configuración con un DHCPACK, que confirme la asignación IP.

Un ejemplo gráfico de ésta comunicación se puede ver en la siguiente figura:

Figura2: Ejemplo de Comunicación DHCP

Figuras:

[1] http://i.technet.microsoft.com/cc786002.439904eb-392e-4411-acc1-e72b85e47b69(es-es,WS.10).gif

[2] http://docs.sun.com/source/820-2981/images/dhcp-diag.gif