Tema2 dhcp
- 1. DHCP 1- Conceptos previos Actividad 1- Conceptos previos. En terminología de redes y comunicaciones hay que tener claro la diferencia entre estos tres términos relacionados con el envío de paquetes. Unicast El término unicast hace referencia al envío de paquetes o información desde un único emisor a un único receptor. Ejemplos básicos de aplicaciones unicast son los protocolos http, smtp, ftp o telnet. Actualmente es la forma predominante de transmisión en Internet. Multicast Multicast (multidifusión) es el envío de información en una red a múltiples receptores de forma simultanea, un emisor envía un mensaje y son varios los receptores que reciben el mismo. Una comunicación multicast podría ser una conferencia, en la que son varias las personas que se comunican entre sí. Un ejemplo claro de comunicación multicast en Internet es un IRC (Internet Relay Chat). Broadcast Broadcast es un modo de transmisión de información donde un nodo emisor envía información a una multitud de nodos receptores de manera simultánea, sin necesidad de reproducir la misma transmisión nodo por nodo. Un ejemplo de comunicación Broadcast es el de una emisora de radio, que emite señales sin saber quien la recibe, el receptor decide si recibirla o no, al igual que la señal de la televisión, que se envía a todos los receptores. 2- Servicio DHCP Actividad 2. El servicio DHCP. DHCP es el acrónimo de dynamic host configuration protocol, en español, protocolo de configuración dinámica de equipos . El servicio DHCP proporciona un mecanismo de configuración centralizado de los equipos de la red. En lugar de configurar uno a uno los equipos de red con direcciones y valores estáticos, un servidor DHCP irá asignando a los equipos clientes, los valores que les correspondan. Esta asignación se hace por un período de tiempo finito, pasado el cual deberá renovarse.
- 2. Las principales ventajas de utilizar DHCP son: • Evitar conflictos de direcciones IP (direcciones repetidas y direcciones erróneas), ya que pasar equipo por equipo a cambiar la configuración es mucho más pesado y propenso al error que hacerlo editando un archivo de configuración en el servidor DHCP. • La administración centralizada representa un ahorro de tiempo y de trabajo. Desventaja: Si nuestro proveedor de Internet nos proporciona una IP dinámica, hay que contratar un DNS dinámico para que se pueda acceder a nuestro servidor desde el exterior si este quiere ofrecer servicios (por ejemplo páginas web o Ftp). 2.1 Configurar un equipo. Cualquier equipo que pertenece a una red requiere que se configure con unos parámetros mínimos, que son la dirección IP, la máscara y la puerta de enlace por defecto. La dirección IP identifica el equipo de forma única, y la máscara permite determinar la red o subred en que se encuentra el equipo. con estos dos parámetros es suficiente para tener conectividad en la red. si se quiere disponer de acceso fuera de la red propia (por ejemplo, a Internet o al resto de la red corporativa) hay que definir también la puerta de enlace predeterminada. Aparte de la configuración básica, los equipos pueden necesitar (y de hecho lo necesitan) más parámetros de configuración como, por ejemplo: el nombre del host, y las IP del servidor DNS primario y secundario. Recuerda: Asignación de IP Privada. A: 10.0.0.0 hasta 10.255.255.255 B: 172.16.0.0 hasta 172.31.255.255 C: 192.168.0.0 hasta 192.168.255.255 Máscara de red. A: 255.0.0.0 B: 255.255.0.0 C: 255.255.255.0 Este proceso de configuración es necesario que se haga para cada equipo de la red. hacerse manualmente implica configurar equipo por equipo sin cometer errores en teclear las direcciones y las máscaras. Cualquier cambio en la estructura de la red, como por ejemplo redefinir las subredes o modificar algunas direcciones IP, significa volver a configurar manualmente los equipos implicados. Es evidente que toda esa labor no es agradable para el administrador de red (y es muy aburrida!). Tanto si la red corporativa consta de pocos equipos como de muchos La configuración estática implica configurar los equipos uno a uno. aunque se tenga acceso remoto a los equipos (por Telnet o SSH), como que hay que modificar la configuración de red no se puede hacer sentado desde el equipo de el administrador, sino que hay que ir equipo por equipo a modificar la configuración. Como administradores de red, la gestión centralizada que nos proporciona DHCP nos permite modificar la red añadiendo, eliminando y redefiniendo, equipos con un coste mínimo.
- 3. 2.2. Tipos de asignaciones de direcciones IP Cuando la asignación de la IP se recibe en el equipo por medio de un servidor DHCP, se dice que el equipo utiliza una IP dinámica. Para realizar configuraciones de red dinámicamente harán falta uno o más servidores de DHCP (a modo de redundancia) que proporcionarán la configuración a los equipos clientes (los que hay que configurar). Por lo tanto, será una estructura cliente-servidor. Las direcciones IP dinámicas que recibe el cliente las podemos clasificar en dos categorías: asignación dinámica de rango y asignación fija. El servidor DHCP tiene un rango de direcciones que puede asignar a los clientes que piden una dirección IP. Cuando el servidor asigna una dirección cualquiera dentro del rango al cliente (al azar) se trata de una asignación dinámica de rango. El cliente no sabe qué dirección IP tendrá y no hay manera de predecir qué dirección se le concederá en una futura configuración. En cada nueva asignación la dirección IP puede ser diferente. Una asignación fija se produce cuando el servidor DHCP siempre asigna la misma dirección al cliente. Para asignar siempre la misma dirección IP al cliente es necesario que el servidor pueda identificar inequívocamente el cliente (por la dirección MAC). El servidor dispone de una tabla con las correspondencias entre las direcciones MAC y las direcciones IP fijas. Recuerda: Cada interfaz de red se identifica de manera única físicamente por la dirección MAC (media acces control, dirección de acceso al medio). 3- Evolución del DHCP Actividad 3. Evolución del DHCP 3.1 Componentes del DHCP. El protocolo DHCP viene descrito, como la mayoría de protocolos de red, por un documento oficial llamado RFC. A lo largo de los años ha sufrido diversas evoluciones para irse adaptando a las necesidades de cada momento. Todo protocolo implica un diálogo entre los equipos que intervienen, tendremos pues analizar qué es y cómo se produce este diálogo. Finalmente se describirá el significado de términos tan usuales en DHCP como rangos, exclusiones, concesiones y reservas. ¿Qué son los RFC? Los Request for Comments (RFC) son memorandos sobre nuevas investigaciones, innovaciones y metodologías relacionadas con las tecnologías de Internet. Cuando los publica la IETF (Internet Engineering Task Force) definen a escala mundial los protocolos y sus revisiones. Es decir, son las publicaciones oficiales que describen los protocolos.
- 4. 3.2 Evolución del DHCP La configuración dinámica de equipos de red se inició con el protocolo BOOTP (BOOT strap protocolo, protocolo de arranque). Un protocolo más básico que principalmente permitía definir la dirección IP, la máscara de red y la pasarela por defecto para el cliente. El protocolo BOOTP (RFC 951, año 1985) es un protocolo pensado para proporcionar automáticamente la IP a clientes de red en el proceso de arranque. Originalmente se utilizaba para estaciones de trabajo sin disco que obtenían la configuración de red del protocolo BOOTP y también obtenían el nombre de un archivo de arranque que debía bajar a través del TFTP, que usualmente era el sistema operativo. BOOTP dio paso al protocolo DHCP, que es una evolución con muchas más prestaciones. El DHCP surge en octubre de 1993 a través del RFC 1531. Rápidamente evoluciona por medio de varias RFC, como el RFC 1541el mismo año 1993, que será sustituida por el RFC 2131 en marzo de 1997. Este documento es la base del protocolo DHCP actual. A grandes rasgos, el protocolo se describe en el RFC 2131 para redes IPv4, el conjunto de opciones de configuración de DHCP se describen en el RFC 2132, y la especificación de DHCP para redes Ipv6 es en el RFC 3315. 4- Funcionamiento del DHCP Actividad 4- Funcionamiento del DHCP. 4.1 Puertos de negociación El protocolo DHCP describe el diálogo que se produce entre cliente y servidor para la concesión de configuraciones IP. En una red con configuración de equipos dinámica, uno o más servidores DHCP escucharán las peticiones de los clientes en el puerto 67. Los clientes DHCP solicitarán al servidor DHCP una configuración IP, y comenzará un proceso de negociación que debe terminar (si todo va bien) con la concesión de una dirección IP al cliente. Los servidores hablan en el puerto 68 de los clientes. Nota: El servidor escucha en el puerto 67 y el cliente escucha en el puerto 68. 4.2 Proceso de negociación La negociación que se establece se puede definir a grandes rasgos de la forma siguiente: 1) El cliente solicita una dirección IP (de hecho, una configuración de red) 2) El servidor mira las direcciones IP disponibles dentro del rango de direcciones dinámicas de que dispone para conceder y ofrece una al cliente. 3) Si el cliente lo acepta, envía una solicitud al servidor para hacerla suya. 4) Si el servidor le parece bien, acepta la petición del cliente y le confirma que puede utilizar esta IP, que se la concede por un período de tiempo limitado.
- 5. El intercambio de información entre cliente y servidor no es muy grande (poco volumen de datos) y no requiere un flujo permanente (una conversación continuada). Es por ello que el protocolo que se utiliza en las transmisiones DHCP es el UDP. Cliente por broadcast solicita una configuración IP (Discovery) Servidor recibe la solicitud por el puerto 67, mira el rango las IP disponibles y le asigna una, se la envía por unicast. (Offer) Cliente (request) el cliente no tiene todavia su ip, si responde al servidor pidiendole permiso para quedarsela, lo hace por broadcast. El motivo por cual un cliente puede rechazar una ip, es porque pueden existir dos servidores dhcp, y como la solicitud se envia por broadcast, puede que le responda más de uno, y recibir más de una ip. Servidor (Acknowledge) – El servidor envia entonces la ip y la asigna al cliente, con toda la informaicón. El proceso real es más detallado. Consta principalmente de cuatro partes: la petición del cliente o discovery, la oferta del servidor o offer, la aceptación de la dirección IP por el cliente o request, y la confirmación del servidor o acknowledgement. Aparte de este tipo de mensajes, el protoco DHCP define de otros como el rechazo de la asingación o decline, de petición de información o information y el de liberación de la dirección IP o Releasing.
- 6. Los siguientes son los tipos de paquetes DHCP: • DHCP discover. • DHCP offer. • DHCP request. • DHCP ack / DHCP Nack. • DHCP decline. • DHCP release. • DHCP information. DHCP decline Por su parte, el cliente también puede rechazar la IP en el caso de haber recibido ya una con antelación por otro servidor DHCP en la red, ya que las peticiones se realizan por broadcast y pueden ser respondidas por cualquier servidor DHCP dentro de red si este es accesible. En el caso de renovación de una IP, el cliente puede recibir una IP diferente a la que utiliza y no le interesa. En estos casos, el cliente puede enviar un paquete DHCP decline al servidor para indicar que su oferta ha sido rechazada. DHCP release Cuando un cliente ya no necesita más el uso de la configuración IP que ha recibido, la puede liberar enviando al servidor un paquete DHCP release. Al hacerlo, el servidor añade la dirección IP en el conjunto de direcciones dinámicas que tiene disponibles. También hace la anotación pertinente en el registro de concesiones (leases) para indicar que ha finalizado el uso de la dirección. DHCP information En todo momento el cliente puede solicitar más información sobre la configuración de red al servidor utilizando un paquete DHCP information. En el paquete DHCP offer que el servidor envía al cliente, las informaciones generales de configuración de red que se envían en la oferta: dirección IP, máscara de red, puerta de enlace predeterminada, servidor DNS, archivo a bajar y muchos otros parámetros que pueden estar configurados para enviar en la oferta. el cliente puede volver a pedir al servidor la información de estos parámetros o puede solicitar información para la configuración de otros parámetros (WINS, NetBIOS, hostname, etc.). El cliente sólo puede realizar una petición de información DHCP el servidor una vez ya está configurado. 5-Configuración del servidor DHCP. Actividad 5.1 Aclaraciones. Recuerda: Si tienes un router, al conectarlo, éste hará una petición de IP al proveedor de Internet,y lo más probable es que esa IP sea dinámica. Esa será la IP pública que te permite navegar por Internet. De la misma forma, el router incluye su servicio DHCP y cada vez que se conecta un ordenador a la red, el servicio DHCP le asignará una IP dinámica pero privada.
- 7. Si tenemos una IP dinámica pública que nos proporciona nuestro proveedor de Internet ISP, pero queremos hacer accesible nuestro servidor al exterior para ofrecer servicios tendremos que contratar un servicio de DNS dinámico. 5.2 Rangos, exclusiones, concesiones y reservas Los clientes DHCP obtienen del servidor una configuración de red. Veamos ahora algunos de los términos que tienen lugar durante este proceso, y que forman parte de la configuración DHCP. Rango: llaman rango de direcciones IP el conjunto de direcciones dinámicas que el servidor tiene disponibles para asignar a los clientes. Las direcciones IP disponibles se agrupan para ofrecer a las diversas subredes que atiende el servidor. Una misma subred puede disponer de varios rangos. Seguramente se entenderá más fácilmente con un ejemplo: subnet 140.220.191.0 netmask 255.255.255.0 { range 140.220.191. 150 140.220.191. 250; } subnet 239.252.197.0 netmask 255.255.255.0 { range 239.252.197.10 239 252 197 107; range 239.252.197.113 239252197250; } En el ejemplo anterior se observa que la primera subred dispone de un ango de 100 direcciones dinámicas (de 140.220.191.150 al 250). La segunda subred permite asignar dinámicamente dos rangos de direcciones no correlativos. Exclusiones: entendemos por exclusiones aquellas direcciones IP que no se ofrece aparecen dinámicamente por el servidor. Es decir, que no forman parte de ningún rango. Concesiones: la asignación de una dirección IP y el resto de parámetros de red a un cliente por parte del servidor, es una concesión (o lease). Los clientes reciben las concesiones por períodos de tiempo finitos, que al finalizar, hay que renegociar. Tanto el cliente como el servidor se anotan las concesiones, el cliente la que recibe y el servidor las que concede. Cuando finaliza una concesión el servidor puede decidir revocar o ampliar la concesión. El cliente siempre puede decidir renunciar a la concesión. Si el cliente quiere alargar la concesión inicia un diálogo DHCP abreviado con el servidor que puede acabar con una renovación o con la pérdida de la concesión (Siempre puede volver a empezar el proceso). Tanto el servidor como el cliente normalmente miran las concesiones que se han efectuado entre ellos con anterioridad para, si es posible, repetir la misma asignación.
- 8. Reservas: llamamos reservas aquellas direcciones IP que se asignan vía DHCP pero de manera fija. Es decir, son direcciones que se asignan dinámicamente pero siempre y únicamente a un host determinado. Fijaos que a pesar de ser una dirección dinámica sólo se utiliza si el host asociado en hace uso. Si el host está apagado la dirección no se puede usar para otros hosts, está reservada. Un ejemplo podría ser: subnet 140.220.191.0 netmask 255.255.255.0 { host iocserver { hardware ethernet 08:00:2 b: 4c: 59:23; fixed-address 140.220.191.1; } range 140.220.191.150 140.220.191.250; } 5.3 El servidor El administrador de red es el encargado de pensar la ubicación del servidor o servidores DHCP en la estructura corporativa. Cuanto más complicada sea la topología de la red, más difícil será la gestión. • Una red corporativa básica puede disponer de un único servidor DHCP que ofrece sus servicios a todos los equipos de la red. Los clientes pueden estar en una misma subred o en varias subredes, pero todas con conectividad con el servidor DHCP. Este también puede ser el esquema de una red privada en casa, donde un router (el de la ISP, por ejemplo) proporciona el servicio DHCP en todos los ordenadores de la casa. • Si la red corporativa crece y pasa a tener subredes segmentadas con los cortafuegos unas de otras, la configuración del servidor DHCP se complica. Si se quiere continuar con un único servidor para toda la red, será necesario que los cortafuegos (firewalls) dejen pasar los paquetes DHCP entre las subredes y el servidor. • Otra opción es poner un servidor DHCP para cada subred o grupos de subredes. Haciéndolo así, la administración de cada servidor es más sencilla pero hay más servidores a administrar. Una red con una casuística completa es la que tiene varios servidores DHCP para varias partes de la red y cortafuegos entre clientes y servidores que deben permitir entre el paso de paquetes DHCP. Si el servidor DHCP es el encargado de dar direcciones IP a los clientes, quienes le proporciona una dirección IP a él? O bien otro servidor DHCP (y podríamos volver a hacer la misma pregunta indefinidamente) o bien el administrador. Usualmente, en una red corporativa el servidor DHCP utiliza una IP estática definida por el administrador. Esto le permite estar siempre disponible para los clientes con la misma IP y no lo hace depender de otro servidor externo. Como la mayoría de servicios de red, el servicio DHCP es un servicio que se ejecuta en segundo plano en forma de demonio. El servidor DHCP siempre está escuchando en el puerto 67 las peticiones que recibe de los clientes. cuando recibe una petición entrante, el programa ejecutable del servidor DHCP la procesa y pone en marcha todo el mecanismo DHCP pertinente para volver a escuchar nuevas peticiones. De hecho, el servidor siempre escucha peticiones y las procesa simultáneamente (según la configuración).
- 9. Los archivos del registro del servicio, donde se anotan las concesiones, permiten mantener la información aunque el servicio se detenga o que el servidor se apague. Al volver a arrancar se leerán de nuevo los archivos de registros para saber cuáles son las concesiones que se habían realizado. 6-Instalación del servidor DHCP Instalación 6- Instalación del servidor DHCP El servicio de red DHCP está estructurado en forma de servicio cliente / servidor, por lo que será necesario disponer del software apropiado para hacer cada uno de estos roles. El software que hace la función de cliente usualmente ya está integrado en el sistema operativo (la parte que gestiona la red). Es decir, por disponer de la parte cliente del servicio DHCP no es necesario instalar nada, ya forma parte del servicio de red. Así pues, cuando hablamos de instalar un servicio DHCP hacemos referencia al proproceso de instalación y configuración del software del servidor DHCP. evidentemente también habrá que configurar los clientes adecuadamente para hacer uso de este servicio. La instalación del software que proporciona el servicio DHCP se hace de manera muy similar (por no decir idéntica) al software de otros servicios de red como los servicios DNS, HTTP, FTP, etc. Se trata de instalar el software de la aplicación servidor y hacer la configuración apropiada. Para ello hay que plantearse los pasos siguientes: 1) ¿Qué software proporciona este servicio? ¿Qué características tiene? Como se puede adquirir? 2) Obtener la aplicación que proporciona el servicio DHCP. 3) Observar el estado de la red actual. Está el servicio ya en funcionamiento? Existe ya una configuración DHCP activa? 4) Instalar la aplicación servidor. 5) Comprobar que la instalación se ha efectuado correctamente. 6) Configurar el servicio en el servidor y activar los clientes para su utilización. 7) Comprobar que el servicio funciona correctamente. Usualmente, el administrador termina utilizando la aplicación servidor DHCP que le proporciona el mismo sistema operativo. Si utiliza el sistema el sistema operativo Windows la empresa Microsoft dispone de una aplicación propia, pero también podéis encontrar otros en Internet. igualmente si utiliza GNU / Linux seguramente la misma distribución ya proporciona un servidor DHCP. De todas formas podéis obtener de otros también en Internet.