10 DHCP

10 DHCP

1. La introducción de un servidor de protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) en la red local simplifica la asignación de direcciones IP tanto a los dispositivos de escritorio como a los móviles

   • Introducción a DHCPv4
     • DHCPv4 asigna direcciones IPv4 y otra información de configuración de red en forma dinámica. Dado que los clientes de escritorio suelen componer gran parte de los nodos de red, DHCPv4 es una herramienta extremadamente útil para los administradores de red y que ahorra mucho tiempo.
       • DHCPv4 incluye tres mecanismos diferentes de asignación de direcciones para proporcionar flexibilidad al asignar las direcciones IP
         • Asignación manual: el administrador asigna una dirección IPv4 preasignada al cliente, y DHCPv4 comunica solo la dirección IPv4 al dispositivo.
         • Asignación automática: DHCPv4 asigna automáticamente una dirección IPv4 estática de forma permanente a un dispositivo y la selecciona de un conjunto de direcciones disponibles. No hay arrendamiento, y la dirección se asigna de forma permanente al dispositivo.
         • Asignación dinámica: DHCPv4 asigna dinámicamente, o arrienda, una dirección IPv4 de un conjunto de direcciones durante un período limitado elegido por el servidor o hasta que el cliente ya no necesite la dirección.
         • La asignación dinámica es el mecanismo DHCPv4 que se utiliza más comúnmente y es el eje de esta sección. Al utilizar la asignación dinámica, los clientes arriendan la información del servidor durante un período definido administrativamente, como se muestra en la ilustración
           • Funcionamiento de DHCPv4
             • Cuando un cliente se comunica con un servidor de DHCPv4, el servidor asigna o arrienda una dirección IPv4 a ese cliente
               • Origen del arrendamiento Cuando el cliente arranca (o quiere unirse a una red), comienza un proceso de cuatro pasos para obtener un arrendamiento. Como se muestra en la figura 2, un cliente inicia el proceso con un mensaje de difusión DHCPDISCOVER con su propia dirección MAC para detectar los servidores de DHCPv4 disponibles.
                 • Detección de DHCP (DHCPDISCOVER) El mensaje DHCPDISCOVER encuentra los servidores de DHCPv4 en la red. Dado que el cliente no tiene información de IPv4 válida durante el arranque, utiliza direcciones de difusión de capa 2 y de capa 3 para comunicarse con el servidor.
                   • Oferta de DHCP (DHCPOFFER) Cuando el servidor de DHCPv4 recibe un mensaje DHCPDISCOVER, reserva una dirección IPv4 disponible para arrendar al cliente. El servidor también crea una entrada ARP que consta de la dirección MAC del cliente que realiza la solicitud y la dirección IPv4 arrendada del cliente. Como se muestra en la figura 3, el servidor de DHCPv4 envía el mensaje DHCPOFFER asignado al cliente que realiza la solicitud. El mensaje DHCPOFFER se envía como una unidifusión, y se utiliza la dirección MAC de capa 2 del servidor como la dirección de origen y la dirección MAC de capa 2 del cliente como el destino.
                     • Solicitud de DHCP (DHCPREQUEST) Cuando el cliente recibe el mensaje DHCPOFFER proveniente del servidor, envía un mensaje DHCPREQUEST, como se muestra en la figura 4. Este mensaje se utiliza tanto para el origen como para la renovación del arrendamiento. Cuando se utiliza para el origen del arrendamiento, el mensaje DHCPREQUEST sirve como notificación de aceptación vinculante al servidor seleccionado para los parámetros que ofreció y como un rechazo implícito a cualquier otro servidor que pudiera haber proporcionado una oferta vinculante al cliente.
                       • Acuse de recibo de DHCP (DHCPACK) Al recibir el mensaje DHCPREQUEST, el servidor verifica la información del arrendamiento con un ping ICMP a esa dirección para asegurarse de que no esté en uso, crea una nueva entrada ARP para el arrendamiento del cliente y responde con un mensaje DHCPACK de unidifusión, como se muestra en la figura 5. El mensaje DHCPACK es un duplicado del mensaje DHCPOFFER, a excepción de un cambio en el campo de tipo de mensaje. Cuando el cliente recibe el mensaje DHCPACK, registra la información de configuración y realiza una búsqueda de ARP para la dirección asignada. Si no hay respuesta al ARP, el cliente sabe que la dirección IPv4 es válida y comienza a utilizarla como propia.
                     • Solicitud de DHCP (DHCPREQUEST) Como se muestra en la figura 6, cuando caduca el arrendamiento, el cliente envía un mensaje DHCPREQUEST directamente al servidor de DHCPv4 que ofreció la dirección IPv4 en primera instancia. Si no se recibe un mensaje DHCPACK dentro de una cantidad de tiempo especificada, el cliente transmite otro mensaje DHCPREQUEST de modo que uno de los otros servidores de DHCPv4 pueda extender el arrendamiento.

2. Formato del mensaje DHCPv4

   • Código de operación (OP): especifica el tipo de mensaje general. El valor 1 indica un mensaje de solicitud y el valor 2 es un mensaje de respuesta.
   • Tipo de hardware: identifica el tipo de hardware que se utiliza en la red. Por ejemplo, 1 es Ethernet, 15 es Frame Relay y 20 es una línea serial. Estos son los mismos códigos que se utilizan en mensajes ARP.
   • Longitud de dirección de hardware: especifica la longitud de la dirección.
   • Saltos: controla el reenvío de mensajes. Un cliente lo establece en 0 antes de transmitir una solicitud.
   • Identificador de transacción: lo utiliza el cliente para hacer coincidir la solicitud con respuestas recibidas de los servidores de DHCPv4
     • Segundos: identifica la cantidad de segundos transcurridos desde que un cliente comenzó a intentar adquirir o renovar un arrendamiento. Lo utilizan los servidores de DHCPv4 para priorizar respuestas cuando hay varias solicitudes del cliente pendientes.
       • Indicadores: los utiliza un cliente que no conoce su dirección IPv4 cuando envía una solicitud. Se utiliza solo uno de los 16 bits, que es el indicador de difusión. El valor 1 en este campo le indica al servidor de DHCPv4 o al agente de retransmisión que recibe la solicitud que la respuesta se debe enviar como una difusión.
         • Dirección IP del cliente: la utiliza un cliente durante la renovación del arrendamiento cuando la dirección del cliente es válida y utilizable, no durante el proceso de adquisición de una dirección. El cliente coloca su propia dirección IPv4 en este campo solamente si tiene una dirección IPv4 válida mientras se encuentra en el estado vinculado. De lo contrario, establece el campo en 0.
           • Su dirección IP: la utiliza el servidor para asignar una dirección IPv4 al cliente.
             • Dirección IP del servidor: la utiliza el servidor para identificar la dirección del servidor que debe utilizar el cliente para el próximo paso en el proceso bootstrap, que puede ser, o no, el servidor que envía esta respuesta. El servidor emisor siempre incluye su propia dirección IPv4 en un campo especial llamado opción DHCPv4 Server Identifier (Identificador de servidores DHCPv4).
               • Dirección IP del gateway: enruta los mensajes DHCPv4 cuando intervienen los agentes de retransmisión DHCPv4. La dirección del gateway facilita las comunicaciones de las solicitudes y respuestas de DHCPv4 entre el cliente y un servidor que se encuentran en distintas subredes o redes.
                 • Dirección de hardware del cliente: especifica la capa física del cliente.
                   • Nombre del servidor: lo utiliza el servidor que envía un mensaje DHCPOFFER o DHCPACK. El servidor puede, de manera optativa, colocar su nombre en este campo. Puede tratarse de un simple apodo de texto o un nombre de dominio DNS, como dhcpserver.netacad.net.
                   • Nombre del archivo de arranque: lo utiliza un cliente de manera optativa para solicitar un determinado tipo de archivo de arranque en un mensaje DHCPDISCOVER. Lo utiliza un servidor en un DHCPOFFER para especificar completamente un directorio de archivos y un nombre de archivo de arranque.
                     • Opciones de DHCP: contiene las opciones de DHCP, incluidos varios parámetros requeridos para el funcionamiento básico de DHCP. Este campo es de longitud variable. Tanto el cliente como el servidor pueden utilizarlo.

3. Mensajes Discover (Detección) y Offer (Oferta) de DHCPv4

   • Si un cliente está configurado para recibir su configuración IPv4 dinámicamente y desea unirse a la red, solicita valores de direccionamiento del servidor de DHCPv4
     • El cliente transmite un mensaje DHCPDISCOVER en su red local cuando arranca o detecta una conexión de red activa.
       • Paso 1. Excluir direcciones IPv4 El router que funciona como servidor de DHCPv4 asigna todas las direcciones IPv4 en un conjunto de direcciones DHCPv4, a menos que esté configurado para excluir direcciones específicas. Generalmente, algunas direcciones IPv4 de un conjunto se asignan a dispositivos de red que requieren asignaciones de direcciones estáticas.
         • Paso 2. Configurar un pool de DHCPv4 La configuración de un servidor de DHCPv4 implica definir un conjunto de direcciones que se deben asignar. Como se muestra en la figura 3, el comando ip dhcp pool nombre-pool crea un pool con el nombre especificado e ingresa el router en el modo de configuración DHCPv4, que se identifica por la petición de entrada Router(dhcp-config)#.
           • Paso 3. Configurar tareas específicas En la figura 4, se indican las tareas para finalizar la configuración del pool de DHCPv4. Algunas de ellas son optativas, mientras que otras deben configurarse
             • El conjunto de direcciones y el router de gateway predeterminado deben estar configurados. Utilice la instrucción network para definir el rango de direcciones disponibles.
               • Deshabilitación de DHCPv4 El servicio DHCPv4 está habilitado, de manera predeterminada, en versiones del software IOS de Cisco que lo admiten. Para deshabilitar el servicio, utilice el comando del modo de configuración global no service dhcp. Utilice el comando del modo de configuración global service dhcp para volver a habilitar el proceso del servidor de DHCPv4.

4. Verificación de DHCPv4

   • Retransmisión de DHCPv4
     • ¿Qué es la retransmisión de DHCP? En una red jerárquica compleja, los servidores empresariales suelen estar ubicados en una granja de servidores.
       • Una mejor solución consiste en configurar una dirección de ayuda de IOS de Cisco. Esta solución permite que el router reenvíe difusiones de DHCPv4 al servidor de DHCPv4.
         • Configuración de un router como cliente DHCPv4
           • El método específico utilizado depende del ISP. Sin embargo, en su configuración más simple, se utiliza la interfaz Ethernet para conectarse a un cable módem o a un módem DSL. Para configurar una interfaz Ethernet como cliente DHCP, utilice el comando del modo de configuración de interfaz ip address dhcp.
         • Configuración de un router SOHO como cliente DHCPv4
           • la característica de clonación de la dirección MAC utiliza una dirección especificada como la dirección MAC de origen en el ISP que interactúa con la interfaz del router. Muchos ISP asignan direcciones IPv4 sobre la base de la dirección MAC del dispositivo durante la instalación inicial
             • Verificación de la configuración de DHCPv4 del router
               • Cuando el servidor de DHCPv4 está ubicado en una LAN distinta de la del cliente, la interfaz del router que interactúa con el cliente se debe configurar para retransmitir las solicitudes de DHCPv4 mediante la configuración de la dirección IPv4 de ayuda.
                 • Paso 1. Verificar que el comando ip helper-address esté configurado en la interfaz correcta. Este comando debe estar presente en la interfaz de entrada de la LAN que contiene las estaciones de trabajo cliente DHCPv4 y debe estar dirigido al servidor de DHCPv4 correcto
                   • Paso 2. Verificar que no se haya configurado el comando de configuración global no service dhcp. Este comando deshabilita toda la funcionalidad del servidor de DHCP y de retransmisión del router. El comando service dhcp no aparece en la configuración en ejecución, debido a que es la configuración predeterminada
                     • Depuración de DHCPv4
                       • En los routers configurados como servidores de DHCPv4, el proceso DHCPv4 falla si el router no recibe solicitudes del cliente
     • Configuración automática de dirección sin estado (SLAAC)
       • Introducción a SLAAC SLAAC es un método en el cual un dispositivo puede obtener una dirección IPv6 de unidifusión global sin los servicios de un servidor de DHCPv6. ICMPv6 se encuentra en el centro de SLAAC
         • Mensaje de solicitud de router (RS): cuando un cliente está configurado para obtener la información de direccionamiento de forma automática mediante SLAAC, el cliente envía un mensaje RS al router. El mensaje RS se envía a la dirección IPv6 de multidifusión de todos los routers, FF02::2.
           • Mensaje de anuncio de router (RA): los routers envían mensajes RA para proporcionar información de direccionamiento a los clientes configurados para obtener sus direcciones IPv6 de forma automática. El mensaje RA incluye el prefijo y la longitud de prefijo del segmento local.