El Protocolo de configuración dinámica de host es un protocolo de red que se utiliza para automatizar el proceso de asignación de direcciones IP y otros parámetros de configuración de red a dispositivos (como computadoras, teléfonos inteligentes e impresoras) en una red.

¿Qué es DHCP?

DHCP significa Protocolo de configuración dinámica de host. Es la característica crítica sobre la cual se comunican los usuarios de una red empresarial. DHCP ayuda a las empresas a gestionar sin problemas la asignación de Direcciones IP a los dispositivos de los clientes del usuario final, como computadoras de escritorio, portátiles, teléfonos celulares, etc., hay un protocolo de capa de aplicación que se utiliza para proporcionar:

Subnet Mask (Option 1 - e.g., 255.255.255.0) Router Address (Option 3 - e.g., 192.168.1.1) DNS Address (Option 6 - e.g., 8.8.8.8) Vendor Class Identifier (Option 43 - e.g.,  'unifi' = 192.168.1.9 ##where unifi = controller)>

DHCP se basa en un modelo cliente-servidor y basado en descubrimiento, oferta, solicitud y ACK.

¿Por qué utilizar DHCP?

DHCP ayuda a gestionar todo el proceso de forma automática y centralizada. DHCP ayuda a mantener una dirección IP única para un host que utiliza el servidor. Los servidores DHCP mantienen información sobre la configuración TCP/IP y proporcionan configuración de dirección a clientes habilitados para DHCP en forma de oferta de arrendamiento.

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Componentes de DHCP

Los componentes principales de DHCP incluyen:

• Servidor DHCP: El servidor DHCP es un servidor que contiene direcciones IP y otra información relacionada con la configuración.
• Cliente DHCP: Es un dispositivo que recibe información de configuración del servidor. Puede ser un móvil, portátil, ordenador o cualquier otro dispositivo electrónico que requiera conexión.
• Retransmisión DHCP: Los relés DHCP funcionan básicamente como un canal de comunicación entre el cliente y el servidor DHCP.
• Grupo de direcciones IP: Es el conjunto o contenedor de direcciones IP que posee el servidor DHCP. Tiene una variedad de direcciones que se pueden asignar a dispositivos.
• Subredes: Las subredes son porciones más pequeñas de la red IP divididas para mantener las redes bajo control.
• Alquiler: Es simplemente el tiempo que dura la validez de la información recibida del servidor, en caso de vencimiento del contrato de arrendamiento, el inquilino debe tener que reasignar el contrato de arrendamiento.
• Servidores DNS: Los servidores DHCP también pueden proporcionar DNS (Sistema de nombres de dominio) información del servidor a los clientes DHCP, permitiéndoles resolver nombres de dominio en direcciones IP.
• Puerta de enlace predeterminada: Los servidores DHCP también pueden proporcionar información sobre la puerta de enlace predeterminada, que es el dispositivo al que se envían los paquetes cuando el destino está fuera de la red local.
• Opciones: Los servidores DHCP pueden proporcionar opciones de configuración adicionales a los clientes, como la máscara de subred, el nombre de dominio y la información del servidor horario.
• Renovación: Los clientes DHCP pueden solicitar renovar su contrato de arrendamiento antes de que expire para garantizar que sigan teniendo una dirección IP e información de configuración válidas.
• Conmutación por error: Los servidores DHCP se pueden configurar para conmutación por error, donde dos servidores trabajan juntos para proporcionar redundancia y garantizar que los clientes siempre puedan obtener una dirección IP e información de configuración, incluso si un servidor falla.
• Actualizaciones dinámicas: Los servidores DHCP también se pueden configurar para actualizar dinámicamente los registros DNS con la dirección IP de los clientes DHCP, lo que permite una gestión más sencilla de los recursos de la red.
• Registro de auditoría: Los servidores DHCP pueden mantener registros de auditoría de todas las transacciones DHCP, lo que proporciona a los administradores visibilidad sobre qué dispositivos utilizan qué direcciones IP y cuándo se asignan o renuevan los arrendamientos.

Fig. Formato de paquete DHCP

• Longitud del hardware: Este es un campo de 8 bits que define la longitud de la dirección física en bytes. por ejemplo para Ethernet el valor es 6.
• Número de saltos: Este es un campo de 8 bits que define el número máximo de saltos que puede recorrer el paquete.
• ID de transacción: Este es un campo de 4 bytes que contiene un número entero. La identificación de la transacción la establece el cliente y se utiliza para hacer coincidir una respuesta con la solicitud. El servidor devuelve el mismo valor en su respuesta.
• Número de segundos: Este es un campo de 16 bits que indica la cantidad de segundos transcurridos desde el momento en que el cliente comenzó a iniciarse.
• Bandera: Este es un campo de 16 bits en el que solo se usa el bit más a la izquierda y el resto del bit debe configurarse en os. Un bit situado más a la izquierda especifica una respuesta de transmisión forzada desde el servidor. Si la respuesta fuera unidifusión al cliente, el destino. La dirección IP del paquete IP es la dirección asignada al cliente.
• Dirección IP del cliente: Este es un campo de 4 bytes que contiene la dirección IP del cliente. Si el cliente no dispone de esta información este campo tiene un valor de 0.
• Su dirección IP: Este es un campo de 4 bytes que contiene la dirección IP del cliente. Lo llena el servidor a petición del cliente.
• Dirección IP del servidor: Este es un campo de 4 bytes que contiene la dirección IP del servidor. El servidor lo completa en un mensaje de respuesta.
• Dirección IP de la puerta de enlace: Este es un campo de 4 bytes que contiene la dirección IP de un enrutador. El servidor lo completa en un mensaje de respuesta.
• Dirección de hardware del cliente: Este es el dirección física del cliente. Aunque el servidor puede recuperar esta dirección de la trama enviada por el cliente, es más eficiente si el cliente proporciona la dirección explícitamente en el mensaje de solicitud.
• Nombre del servidor: Este es un campo de 64 bytes que el servidor completa opcionalmente en un paquete de respuesta. Contiene una cadena terminada en nulo que consta del nombre de dominio del servidor. Si el servidor no quiere llenar este campo con datos, debe llenarlo solo con ceros.
• Nombre del archivo de arranque: Este es un campo de 128 bytes que el servidor puede completar opcionalmente en un paquete de respuesta. Contiene una cadena terminada en nulo que consta de la ruta completa del archivo de inicio. El cliente puede utilizar esta ruta para recuperar otra información de inicio. Si el servidor no desea completar este campo con datos, debe completarlo solo con ceros.
• Opciones: Este es un campo de 64 bytes con un doble propósito. TI puede contener información adicional o información específica del proveedor. El campo se utiliza únicamente en un mensaje de respuesta. El servidor utiliza un número, llamado cookie mágica, en el formato de una dirección IP con el valor 99.130.83.99. Cuando el cliente termina de leer el mensaje, busca esta cookie mágica. Si están presentes, los siguientes 60 bytes son opciones.

Funcionamiento de DHCP

DHCP funciona en la capa de aplicación del protocolo TCP/IP. La tarea principal de DHCP es asignar dinámicamente direcciones IP a los Clientes y asignar información sobre la configuración TCP/IP a los Clientes. Para obtener más información, puede consultar el artículo. Funcionamiento de DHCP .

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El DHCP número de puerto para el servidor es 67 y para el cliente es 68. Es un protocolo cliente-servidor que utiliza servicios UDP . Una dirección IP se asigna a partir de un conjunto de direcciones. En DHCP, el cliente y el servidor intercambian principalmente 4 mensajes DHCP para establecer una conexión, también llamado dora proceso, pero hay 8 mensajes DHCP en el proceso.

Funcionamiento de DHCP

Los 8 mensajes DHCP

1. Mensaje de descubrimiento de DHCP: Este es el primer mensaje generado en el proceso de comunicación entre el servidor y el cliente. Este mensaje es generado por el host del Cliente para descubrir si hay algún servidor DHCP presente en una red o no. Este mensaje se transmite a todos los dispositivos presentes en una red para encontrar el servidor DHCP. Este mensaje tiene una longitud de 342 o 576 bytes.

Mensaje de descubrimiento de DHCP

Como se muestra en la figura, la fuente Dirección MAC (PC cliente) es 08002B2EAF2A, la dirección MAC de destino (servidor) es FFFFFFFFFFFF, la dirección IP de origen es 0.0.0.0 (porque la PC no ha tenido dirección IP hasta ahora) y la dirección IP de destino es 255.255.255.255 (dirección IP utilizada para radiodifusión). A medida que descubren, el mensaje se transmite para averiguar el servidor o servidores DHCP en la red, por lo que se utiliza la dirección IP y la dirección MAC de transmisión.

2. DHCP ofrece un mensaje: El servidor responderá al host en este mensaje especificando la dirección IP liberada y otra información de configuración de TCP. Este mensaje es difundido por el servidor. El tamaño del mensaje es de 342 bytes. Si hay más de un servidor DHCP presente en la red, el host del cliente aceptará el primer mensaje de OFERTA DHCP que reciba. Además, se especifica una ID de servidor en el paquete para identificar el servidor.

Mensaje de oferta DHCP

Ahora, para el mensaje de oferta, la dirección IP de origen es 172.16.32.12 (la dirección IP del servidor en el ejemplo), la dirección IP de destino es 255.255.255.255 (dirección IP de transmisión), la dirección MAC de origen es 00AA00123456, la dirección MAC de destino es FFFFFFFFFFFF. Aquí, el servidor DHCP transmite el mensaje de oferta, por lo tanto, la dirección IP de destino es la dirección IP de transmisión y la dirección MAC de destino es FFFFFFFFFFFF y la dirección IP de origen es la dirección IP del servidor y la dirección MAC es la dirección MAC del servidor.

Además, el servidor ha proporcionado la dirección IP ofrecida 192.16.32.51 y un tiempo de concesión de 72 horas (después de este tiempo la entrada del host se borrará del servidor automáticamente). Además, el identificador del cliente es la dirección MAC de la PC (08002B2EAF2A) para todos los mensajes.

3. Mensaje de solicitud de DHCP: Cuando un cliente recibe un mensaje de oferta, responde transmitiendo un mensaje de solicitud DHCP. El cliente generará un ARP gratuito para encontrar si hay algún otro host presente en la red con la misma dirección IP. Si no hay respuesta de otro host, entonces no hay ningún host con la misma configuración TCP en la red y el mensaje se transmite al servidor mostrando la aceptación de la dirección IP. También se agrega una ID de cliente a este mensaje.

Mensaje de solicitud de DHCP

Ahora, la PC cliente transmite el mensaje de solicitud, por lo tanto, la dirección IP de origen es 0.0.0.0 (ya que el cliente no tiene IP en este momento) y la dirección IP de destino es 255.255.255.255 (la dirección IP de transmisión) y la dirección MAC de origen es 08002B2EAF2A (dirección MAC de la PC) y la dirección MAC de destino es FFFFFFFFFFFF.

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Nota - Este mensaje se transmite después de que la PC transmita la solicitud ARP para averiguar si algún otro host no está utilizando esa IP ofrecida. Si no hay respuesta, entonces el host del cliente transmite el mensaje de solicitud DHCP para el servidor que muestra la aceptación de la dirección IP y otra configuración TCP/IP.

4. Mensaje de confirmación de DHCP: En respuesta al mensaje de solicitud recibido, el servidor realizará una entrada con una ID de cliente específica y vinculará la dirección IP ofrecida con el tiempo de concesión. Ahora, el cliente tendrá la dirección IP proporcionada por el servidor.

Mensaje de confirmación de DHCP

Ahora el servidor ingresará el host del cliente con la dirección IP ofrecida y el tiempo de arrendamiento. El servidor no proporcionará esta dirección IP a ningún otro host. La dirección MAC de destino es FFFFFFFFFFFF y la dirección IP de destino es 255.255.255.255 y la dirección IP de origen es 172.16.32.12 y la dirección MAC de origen es 00AA00123456 (dirección MAC del servidor).

5. Mensaje de confirmación negativa de DHCP: Siempre que un servidor DHCP recibe una solicitud de una dirección IP que no es válida según los alcances configurados, envía un mensaje DHCP Nak al cliente. Por ejemplo, cuando el servidor no tiene una dirección IP sin usar o el grupo está vacío, el servidor envía este mensaje al cliente.

6. Rechazo de DHCP: Si el cliente DHCP determina que los parámetros de configuración ofrecidos son diferentes o no válidos, envía un mensaje de rechazo de DHCP al servidor. Cuando hay respuesta a lo gratuito ARP por cualquier host al cliente, el cliente envía un mensaje de rechazo de DHCP al servidor mostrando que la dirección IP ofrecida ya está en uso.

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7. Liberación de DHCP: Un cliente DHCP envía un paquete de liberación DHCP al servidor para liberar la dirección IP y cancelar el tiempo de concesión restante.

8. DHCP informa: Si una dirección de cliente ha obtenido una dirección IP manualmente, entonces el cliente utiliza la información de DHCP para obtener otros parámetros de configuración local, como el nombre de dominio. En respuesta al mensaje de información de DHCP, el servidor DHCP genera un mensaje de confirmación de DHCP con una configuración local adecuada para el cliente sin asignar una nueva dirección IP. Este mensaje de confirmación de DHCP se difunde al cliente.

Nota - Todos los mensajes también pueden ser difundidos por el agente de retransmisión DHCP si el servidor está presente en una red diferente.

Ventajas de DHCP

• Gestión centralizada de direcciones IP.
• Centralizado y automatizado Configuración TCP/IP .
• Facilidad para agregar nuevos clientes a una red.
• La reutilización de direcciones IP reduce el número total de direcciones IP necesarias.
• El manejo eficiente de los cambios de direcciones IP para clientes que deben actualizarse con frecuencia, como los de dispositivos portátiles que se mueven a diferentes ubicaciones en una red inalámbrica.
• Reconfiguración sencilla del espacio de direcciones IP en el servidor DHCP sin necesidad de reconfigurar cada cliente.
• El protocolo DHCP le brinda al administrador de la red un método para configurar la red desde un área centralizada.
• Con la ayuda de DHCP, se puede lograr un fácil manejo de nuevos usuarios y la reutilización de direcciones IP.

Desventajas de DHCP

• Pueden producirse conflictos de propiedad intelectual.
• El problema con DHCP es que los clientes aceptan cualquier servidor. En consecuencia, cuando hay otro servidor cerca, el cliente puede conectarse con este servidor, y este servidor posiblemente envíe datos no válidos al cliente.
• El cliente no puede acceder a la red sin un servidor DHCP.
• El nombre de la máquina no se cambiará en caso de que se asigne una nueva dirección IP.

Preguntas frecuentes sobre DHCP – Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los problemas comunes con DHCP?

Si el servidor DHCP no está configurado correctamente, puede causar dificultades como conflictos de direcciones IP, subred mascarillas , valor predeterminado incorrecto puertas de enlace o grupos de direcciones IP insuficientes.

¿Qué puerto se utiliza en DHCP?

DHCP utiliza el puerto UDP 67 en el servidor y el puerto UDP 68 en el cliente.

¿Qué protocolo de capa es DHCP?

DHCP es un Protocolo de capa de aplicación.

¿Por qué se prefiere DHCP?

Es un método más eficiente para administrar direcciones IP que la asignación de direcciones estáticas. DHCP emplea un protocolo de capa de transporte estable.