Что означает сообщение dhcpoffer
Обновлено: 30.06.2024
Навеянно очень слабой подготовкой кандидатов на должность системного администратора, может быть чем больше информации будет в сети, тем гугл будет быстрее направлять специалистов на нужную информацию?! =))
Компьютерные сети бывают разных видов и конфигураций: локальные (LAN), глобальные (WAN) и т.д. Если вы подключаетесь к локальной LAN сети или интернету, компьютеру присваивается собственный IP адрес. Он помогает идентифицировать любое устройство, подключенное к сети. В большинстве случаев, когда вы подключаетесь к LAN или интернету, вы можете заметить, что IP и другая информация, например маска подсети, присваиваются автоматически. Задумывались вы, как это происходит? В этой статье мы попробуем разобрать концепцию DHCP, на которой основываются принципы данного процесса.
Что такое DHCP?
DHCP - это протокол динамической настройки узла.
Как можно понять из названия, DHCP предназначен для настройки хоста через удаленный сервер. DCHP поддерживается по умолчанию большинством современных операционных систем, и этот протокол выступает в качестве отличной альтернативы рутинной ручной настройке параметров сети для сервера или подключаемого устройства.
Тип адреса аппаратной части
Длина адреса аппаратной части
Используемое количество агентов ретрансляции. Клиенты устанавливают значение на 0.
ID (уникальный идентификационный номер) транзакции используемой клиентом и серверов во время сессии
Прошедшее время (в секундах) с момента запроса клиентом начала процесса
IP-адрес клиента (если имелся ранее).
IP-адрес, предложенный сервером клиенту
IP-адрес relay-агента (агента ретрансляции)
Адрес аппаратной части клиента (в основном MAC).
Название загрузочного файла.
Знание основ DHCP помогает в устранении различных проблем с сетью. В следующей части статьи мы затронем принципы работы протокола.
Как работает DHCP?
Перед изучением самого процесса, с помощью которого достигается поставленная цель, необходимо понять различные принципы обмена информацией, которые используются в данном процессе.
DHCPDISCOVER
DHCPOFFER
DHCPREQUEST
DHCPACK
DHCPNAK
DHCPDECLINE
DHCPINFORM
DHCPRELEASE
Шаг 1.
Шаг 2.
Шаг 3.
Шаг 4.
Концепция аренды
Привет, друзья! Сегодня я хочу рассказать что же такое DHCP, для чего это нужно и как всё работает. Почему я поднимаю эту тему? Да просто уже устал объяснять прописные истины. Ко мне постоянно поступает множество вопросов по настройкам модемов и роутеров и я понимаю, что большинство просто не в курсе даже самых-самых основополагающих принципов функционирования локальной сети. Смысл тогда лезть в настройку устройства, если не понимаешь даже что собираешься делать?! Именно для повышения уровня компьютерной грамотности я и написал эту статью.
Напомню сначала, что есть два основных типа вычислительных сетей — локальные (LAN) и глобальные (WAN).
Локальная сеть работает в пределах одной комнаты \ квартиры \ здания \ организации. То есть её размер ограничен одним или несколькими сегментами.
Глобальная сеть — это, конечно же, самая крупная глобальная сеть в мире — Интернет. К какой бы сети Вы не подцепились — Вы должны получить в ней адрес, помогающий идентифицировать любое подключенное устройство. Он будет присвоен на время (динамически) или навсегда (статически). Кроме этого вы получаете маску сети, адрес шлюза и DNS-серверов. Без этого работать ничего нормально не будет. Так вот контролировать этот процесс в автоматическом режиме и призван протокол DHCP. Без него в крупной сети будет полнейший бардак.
Есть такой протокол DHCP….
Как работает DHCP
Механизм общения клиента и сервера
Этап 1. Клиентское устройство — компьютер, телефон, принтер, телевизор и т.п.- подключается к сети. Он отправляет широковещательный запрос DHCPDISCOVER в поисках сервера. Для этого используется транспортный протокол UDP и порт 67. Начинается процесс авторизации.
Этап 4. Сервер получает от клиента DHCPREQUEST и отправляет в ответ DHCPACK, говоря клиентскому устройству о том, что оно теперь в праве использовать назначенный ему IP-адрес. На этом процесс общения оканчивается и новый хост появляется в сети.
Аренда IP-адресов
Когда срок аренды адреса истечёт, а подтверждение не прилетит, либо прилетит пакет DHCPRELEASE, сервер сможет присвоить данный IP-адрес другому компьютеру или устройству, подключающемуся в данный момент времени.
Настройка DHCP на роутере
Первым делом Вы должны попасть в настройки своего WiFi-роутера. Сделать это можно либо с компьютера, введя в браузере его локальный IP (обычно это 192.168.1.1 или 192.168.0.1). После авторизации необходимо в главном меню веб-интерфейса найти раздел, отвечающий за локальную сеть (LAN). В некоторых случаях, как в моём примере, настройка DCHP на роутере выведена в отдельный раздел:
Как правило, на любом WiFi-маршрутизаторе можно задать пул IP-адресов для клиентов, которые будут выдаваться сервером. При необходимости его можно увеличить, либо убавить, оставив адреса для статических подключений.
Ещё один важный параметр — это время аренды IP-адреса (тот самый Lease Time) о котором я рассказывал выше. По умолчанию на моём роутере он выставлен на 120 минут. Максимальное значение — 2000 минут. После того, как Вы внесёте какие-то изменения в настройки устройства — обязательно не забудьте сохранить настройки. В противном случае, после перезагрузки в силу вступят старые параметры.
9.3.1 Введение
9.3.2 Общая структура DHCP пакета, назначение его полей и их размер
На рисунке ниже вы можете увидеть структуру DHCP-пакета, там показаны поля DHCP пакета и их размер.
9.3.1 Структура DHCP-пакета, поля и их размер
Сама по себе картинка нам еще ничего не дает, кроме названия полей в DHCP-пакета, также мы видим, что пакет разбивается на строки (иначе, машинные слова), каждая строка 32-а бита. Крайний левый бит в слове имеет нулевой порядковый номер, а крайний правый бит 31-ый. Размер всех полей в битах кратен числу 8.
Давайте теперь поговорим более подробно о каждом поле DHCP пакета. Для их описания я подготовил таблицу.
Всё самое важное подсвечено красным цветом. Мы видим, что в качестве мак-адреса источника клиент подставил свой мак-адрес, а вот мак-адрес сервера он не знает, поэтому использует широковещательный мак-адрес. Даже если клиент будет знать IP-адрес DHCP-сервера, ему это не поможет, ведь для того, чтобы обратиться к серверу по протоколу IP, клиент должен сделать ARP-запрос, а как он это сделает, если у него еще нет IP-адреса?
Флаги – отдельная тема, сейчас мы их пропустим. У клиента еще нет и не было IP-адреса, клиент не знает IP-адрес сервера, клиент ничего не знает по DHCP Relay Agent, клиент сам себе не может выдать IP-адрес, поэтом следующих четыре поля имеют значения 0.0.0.0. В поле Client MAC Address клиент сообщает свой мак-адрес серверу. А вот поле Client Hardware Address Padding различается для машин с Windows и Linux, сейчас вы видите значение для Windows, это поле мы обсудим позже.
Далее клиент сообщает серверу о том, что ему не нужно сообщать hostname сервера и не надо давать ссылку на Boot-файл. Ну а поле Magic Cookie сообщает о том, что начались DHCP опции и нам нужно обратить внимание на следующий рисунок.
Опция с кодом 60 служит для того, чтобы клиент мог рассказать серверу о том, кто является разработчиком программного обеспечения DHCP-клиента, и какая версия ПО используется, опираясь на эту опцию сервер может понять с какими опциями умеет работать клиент. DHCP опция с кодом 55 служит для того, чтобы клиент мог запросить у сервера необходимые на его взгляд параметры, при этом не факт, что сервер сможет сообщить клиенту все указанные параметры.
Еще из полезного сервер предложил в качестве опций клиенту IP-адрес шлюза по умолчанию, маску подсети и адрес DNS-сервера.
ПРИМЕЧАНИЕ: здесь мы пропускаем все проверки на занятость/свободность IP-адреса, это мы обсудили при прошлом разговоре и сейчас считаем, что они есть и в результате этих проверок IP-адрес свободен.
DHCP — протокол автоматизации назначения IP-адреса клиенту. Он широко используется в современных сетях. В статье рассмотрим принципы работы, процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола.
Для чего нужен протокол DHCP
DHCP — протокол прикладного уровня модели TCP/IP, служит для назначения IP-адреса клиенту. Это следует из его названия — Dynamic Host Configuration Protocol. IP-адрес можно назначать вручную каждому клиенту, то есть компьютеру в локальной сети. Но в больших сетях это очень трудозатратно, к тому же, чем больше локальная сеть, тем выше возрастает вероятность ошибки при настройке. Поэтому для автоматизации назначения IP был создан протокол DHCP.
Впервые протокол был описан в 1993 году в документе RFC 1531, но с тех пор в описание вносились правки. На сегодняшний день основным документом, регламентирующим протокол, является RFC 2131. Помимо автоматизации процесса настройки IP, DHCP позволяет упростить диагностику подключения и переход из одной подсети в другую, оставляя уведомления для системного администратора в логах.
Принцип работы DHCP
Из вступления ясно, какие функции предоставляет DHCP, но по какому принципу он работает? Получение адреса проходит в четыре шага. Этот процесс называют DORA по первым буквам каждого шага: Discovery, Offer, Request, Acknowledgement.
Давайте подробнее рассмотрим DORA — принцип работы DHCP.
Протокол DHCP, получение адреса IP — DORA
Discovery, или поиск
Offer, или предложение
DHCP-сервер отвечает на поиск предложением, он сообщает IP, который может подойти клиенту. IP выделяются из области (SCOPE) доступных адресов, которая задается администратором.
Если имеются адреса, которые не должны быть назначены DHCP-сервером, область можно ограничить, указав только разрешенные адреса. Например, администратор может задать диапазон используемых IP-адресов от 192.0.0.10 до 192.0.0.255.
Бывает и так, что не все доступные адреса должны быть назначены клиентам. Например, администратор может исключить (exclude) диапазон 192.0.0.100 — 192.0.0.200 из используемой области. Такое ограничение называется исключением.
DHCP выделяет доступные IP-адреса из области только временно (об этом позже), поэтому нет гарантии, что при следующем подключении у данного клиента останется прежний IP. Но есть возможность назначить какому-либо клиенту определенный IP навсегда. К примеру, забронировать 192.0.0.10 за компьютером системного администратора. Такое сохранение IP для отдельных клиентов называют резервацией (reservation).
Request, или запрос
Acknowledgement, или подтверждение
Срок аренды
Когда DHCP-сервер выделяет IP из области, он оставляет запись о том, что этот адрес зарезервирован за клиентом с указанием срока действия IP. Этот срок действия называется срок аренды (lease time). Срок аренды может составлять от 24 часов до нескольких дней, недель или даже месяцев, он задается в настройках самого сервера.
Предоставление адреса в аренду, а не на постоянной основе необходимо по нескольким причинам. Во-первых, это разумное использование IP-адресов — отключенные или вышедшие из строя клиенты не резервируют за собой адрес. Во-вторых, это гарантия того, что новые клиенты при необходимости смогут получить уникальный адрес.
После получения адреса из области, клиент берет его в аренду на время, называемое T. Клиент переходит в связанное (BOUND) состояние и продолжает нормальную работу, пока не наступит время половины срока аренды — T1.
Три подхода к распределению адресов
Сервер назначает IP одним из трех основных способов.
Статическое распределение (static allocation). Почти как ввод адреса на каждом компьютере вручную. Отличие в том, что системный администратор задает нужные соответствия IP для MAC-адресов клиентов на самом DHCP-сервере. IP останется за клиентом, даже если тот выйдет из сети, отключится, перейдет в новую сеть и т.п.
Автоматическое распределение (automatic allocation). Сервер закрепляет IP из области за каждым клиентом навсегда. Срок аренды не ограничен.
Динамическое распределение (dynamic allocation). DHCP-сервер назначает адрес из области на определенное время, называемое сроком аренды. Такой подход полезен, если число доступных IP ограничено. IP назначается каждому клиенту при подключении к сети и возвращается в область, как только клиент его освобождает. В таком случае IP может отличаться при каждом подключении, но обычно назначается прежний.
DHCPNAK. Нередко в источниках можно встретить написание DHCPNACK, что является неправильным, так как RFC 2131 регламентирует именно NAK. DHCPNAK отправляется сервером вместо окончательного подтверждения. Такой отказ может быть отправлен клиенту, если аренда запрашиваемого IP истекла или клиент перешел в новую подсеть.
Опции DHCP
Для работы в сети клиенту требуется не только IP, но и другие параметры DHCP — например, маска подсети, шлюз по умолчанию и адрес сервера. Опции представляют собой пронумерованные пункты, строки данных, которые содержат необходимые клиенту сервера параметры конфигурации. Дадим описания некоторым опциям:
Option 82 — ретрансляция DHCP-сервера
Опции DHCP для загрузки PXE
Протокол DHCP позволяет загрузку компьютера без использования носителя данных. Такая загрузка происходит с сетевой карты и называется PXE (Preboot eXecution Environment). Для конфигурации сетевой загрузки LEGACY BIOS PXE используются DHCP-опции 43, 60, 66 и 67.
- Option 43 зарезервирована для обмена информацией производителей;
- Option 60 — классовый идентификатор; здесь указывается, например, PXE клиент;
- Option 66 и 67 необходимы для указания имени сервера PXE и имени файла загрузки соответственно.
Взаимодействие DHCP и DNS
Как мы упоминали выше, Option 6 — это сервер DNS. Давайте рассмотрим подробнее взаимодействие двух протоколов.
В статье мы уже говорили, что DHCP-сервер имеет область IP-адресов, которые допускается распределять между клиентами в сети. DNS-сервер занимается тем, что сопоставляет IP-адреса и доменные имена. Это не только имена сайтов, но и имена компьютеров в сети, (например, NetworkServer PC).
Если вы хотите создать свою локальную сеть на базе Linux, потому что это бесплатно и вы не хотите связываться Windows, то вы можете столкнуться с проблемой взаимодействия DNS и DHCP. Linux не имеет Active Directory, как в Windows, позволяющей тесно связать DHCP и DNS, избегая необходимости обращаться к клиенту каждый раз по IP. Однако способы организовать такую связь существуют и для свободной системы.
Первый вариант — настроить DHCP-сервер так, чтобы фиксировал адрес за клиентом. Второй вариант — настроить взаимодействие DHCP- и DNS- серверов. Первый вариант подходит, если область IP-адресов широкая и вы можете позволить себе фиксировать IP за каждым клиентом. Если же для вас такой метод будет расточительным, то необходимо дать двум серверам работать вместе.
Взаимодействие DHCP и DNS необходимо для того, чтобы DNS-сервер вовремя получал информацию о новом IP клиента и мог сопоставить его с именем клиента в сети. Если сервера не будет взаимодействовать, это чревато ошибками и недоступностью клиентов.
Настроить данное взаимодействие можно в четыре шага при помощи пакета dnsmasq, доступного в стандартных репозиториях Ubuntu и Debian. Мы не будем давать детальную инструкцию по осуществлению, а лишь кратко опишем каждый шаг.
Шаг 1 — конфигурация сети
В первую очередь необходимо определиться с компьютером, который будет выполнять роль сервера. Важно выбрать тот компьютер (Ubuntu Server или Ubuntu Desktop), который вы не планируете выключать слишком часто. Если после полной настройки вы решите выключить компьютер, то вся сеть тоже выключится.
Выбранному компьютеру необходимо назначить статический IP. Делается это редактированием конфигурационного файла в директории /etc/network/interfaces.
Шаг 2 — установка dnsmasq
Установите пакет dnsmasq командой из терминала:
Шаг 3 — настройка фаервола
Для изменения настроек фаервола можно использовать Ubuntu Uncomplicated Firewall. Используйте следующие команды:
Шаг 4 — изменение настроек роутера
Зайдите в настройки вашего роутера из браузера, отключите DHCP для локальной сети, измените все настройки DNS так, чтобы они указывали на ваш только что настроенный сервер. Последнее действие — перезапуск сети на сервере. Для этого вы можете просто перезагрузить компьютер или использовать команды:
Недостатки протокола DHCP
Третий недостаток — вновь ненадежность UDP, но другого рода. UDP не обеспечивает гарантию доставки информации. Этот протокол допускает потери и ошибки, которые могут сказаться и на работе DHCP, в частности при PXE-загрузке.
Заключение
Мы рассмотрели основные принципы работы DHCP-серверов. Несмотря на недостатки и частые доработки, протокол DHCP широко используется в современных сетях. Также изучили процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола. Надеемся, эта статья оказалась вам полезна.
Читайте также: