Explicación teórica de DHCP

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un servicio que consta de un servidor y uno o varios clientes y cuya función básica es la de asignar automáticamente diferentes parámetros de configuración de la red local desde la maquina servidor a los clientes de la red que tengan activado el DHCP. Los ordenadores cliente configurados a través de DHCP no tienen control sobre los parámetros que reciben del servidor. Por lo tanto, es lo más parecido a la configuración automática (plug-and-play) en IPv4, que es básico para simplificar las tareas de administración de la red, que tendría que hacerse manualmente. Por esto, es ampliamente utilizado en LAN domésticas, empresas, el proveedor de acceso a Internet, redes WiFi, universidades, oficinas, etc.

Los parámetros más comunes que un servidor DHCP sirve a sus clientes son:

  • Dirección IPy máscara
  • DNS
  • Gateway

Si algún parámetro cambia en la configuración de la red, como por ejemplo la dirección del servidor DNS, basta con cambiar el parámetro en el servidor, en vez de tener que ir PC a PC modificándolo. Además, el conflicto de direcciones IP dentro de la red se reduce, ya que éstas se asignan dentro de un rango determinado de manera automática.

El Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) está especificiado en el RFC 2131. Fue diseñado en el año 1993 y complementa y mejora otros protocolos similares como RARP (Reverse ARP) y BOOTP. 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).

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.

 Funcionamiento

El funcionamento DHCP se basa en la arquitectura servidor / cliente (como casi todos los servicios de Internet), por lo que debe ser un servidor DHCP (dhcpd) y el cliente DHCP para su funcionamiento. En el caso más simple es un servidor DHCP en la subred a la que el cliente solicite la asignación de dirección IP (y el resto de los parámetros de configuración). Si no existe un servidor DHCP de la subred se necesitará un agente (normalmente un router) que sabe la dirección del servidor DHCP.

Como puedes ver a continuación, el protocolo funciona en cuatro pasos:

  • DHCP discover
  • DHCP offer
  • DHCP request
  • DHCP ACK

dhcp1

Explicaremos el proceso de forma un poco mas detallada:

  • 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.

DHCP puede configurarse para realizar la asignación de parámetros en los equipos de diferentes maneras. Por lo tanto, tres tipos de asignación:

 Asignación manual. En este modo de funcionamiento se comporta como DHCP BOOTP. Se configuran parámetros manualmente en el servidor para cada equipo para Obtener una dirección IP (la misma), y cada vez que se conecta a la red equipos se le asignan estos parámetros automáticamente.

– Asignación persistente. En este caso, la asignación es automática y cada vez que el equipo se conecta a la red recibe la misma dirección IP.

 Dinámica de asignación (alquiler de la dirección). El cliente recibe la dirección IP del servidor durante un tiempo limitado, después de lo cual debe renovar su solicitud o la concesión caduca. Por lo tanto, una dirección pueden ser reutilizados por los distintos equipos en distintos momentos.

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

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