29-应用层，DHCP协议

1.DHCP的技术背景
终端设备，如pc、手机等，需要联网；
联网需要给网卡配置ip地址；
ip地址的配置有两种方式：静态、动态；
为了方便，经常使用动态方式配置ip地址；
动态ip地址就来自于DHCP协议；
 
查看交换机ip地址信息的命令：
dis ip pool
可以看到：
    交换机提供了1265个理论上可分配的地址；
        计算方式：子网掩码=24，有254个可用地址（0~255共256个ip地址，首尾两个地址不可用【网络地址和广播地址】，1~254，共254个地址）；
        交换机有5个vlan，每个vlan都有254个可用地址； 254 * 5 = 1270个可用地址；
        每个vlan各需要一个网关地址（也就是说作为网关的交换机自己也得分配一个该网段的地址），可用地址 = 1270 - 5 = 1265 ；
    使用了44个地址；
    剩余723个地址；
    过期209个；
    冲突2个；
    禁用了496个地址；
 
查看三层交换机可以分配的地址：
dis ip pool interface vlanif108
 
 
2.DHCP：Dynamic Host Configure Protocol 动态主机配置协议
  • 从BOOTP（Bootstrap Protocol）协议发展而来（DHCP是基于BOOTP的，抓包时用BOOTP为关键字过滤来找到DHCP的包）
  • UDP封装，服务器使用端口67，客户端使用端口68
  • 动态分配网络信息（IP地址、子网掩码、网关、DNS服务器等）
  • 分配给客户端的网络信息是有租约的
 
1）关于租约
租约是从小到大的累计的；
如图：地址192.168.108.200快过期了，因为租期是1天=86400s，这个地址从拿到开始共使用了81282s，距租期到期只有几千s了；  
 
windows系统的pc查看租约：
ipconfig /all
 
也可以在网络连接详细信息中看到：
 
2）DHCP角色组成
0
DHCP Cilent  客户端
请求网络信息的用户
DHCP Server 服务器
能够提供DHCP功能的设备
DHCP Relay  中继
一般为路由器或三层交换机等设备
DHCP是通过广播发送的；
DHCP客户端和服务端可能不属于同一个广播域，导致服务端收不到；
因此需要通过DHCP中继转发；
 
终端设备可以通过DHCP服务器获取ip地址；
家庭网络经常使用网关路由器作为DHCP服务器；
0
 
3）开启DHCP
DHCP是应用层协议，基于UDP协议；
DHCP服务提供在三层接口上；要开启DHCP服务需要在三层接口上输入命令；
dhcp enable        #交换机允许DHCP
sys
int vlanif 10      #进入交换机的三层接口  
dhcp select interface    #开启DHCP
 
 
3.DHCP报文
1）抓包
将终端设备的地址配置成DHCP时，可以用wireshark抓到DHCP的包；（用BOOTP为关键字过滤）
 
DHCP数据包的类型：
报文类型
备注
DHCP Discover 发现
客户端寻找DHCP服务器
DHCP Office 提供
服务器响应DHCP Discover报文，该报文也携带了网络信息（地址、网关、掩码、租期）
DHCP Request 请求
客户端请求服务器对网络信息确认，或者续约租期
DHCP ACK 确认
服务器对DHCP Request报文确认响应
DHCP NAK 不确认
服务器对DHCP Request报文的拒接响应
DHCP Release 释放
客户端释放网络信息通知服务器
2）数据包结构
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0
 
 
4.DHCP工作流程：
1）工作流程
终端设备通过DHCP协议得到ip地址时，必然会经历4个过程：
    1】主机A发送DHCP Discover广播（主机A：我要ip地址，谁有）；
    2】DHCP服务器收到广播后，给主机A回复一条DHCP Offer包；（DHCP服务器：我有，这是ip地址的信息，地址、掩码、租期等）
    3】主机A收到DHCP Offer包后，发送DHCP Request广播，用来请求使用DHCP服务器提供的ip地址；（主机A：这个地址我要了）
    4】DHCP服务器收到广播后，给主机A发送一条DHCP ACK包，用来确认主机A的请求；（DHCP服务器：成交，这地址给你了）
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注：Offer和ACK报文也可以说是广播包，因为服务器只是根据MAC地址回应，根本没有看三层
        （这时主机A还没ip地址，三层ip协议头中封装的目标地址是服务器提供的地址；在ACK确认之后才是真正的使用地址）
 
2）为何终端设备发送的DHCP包是广播：
    可能有多个DHCP服务器；
    主机A发送DHCP Discover包后，可能收到多个DHCP服务器的DHCP Offer；
    A会选择其中一个服务器提供的ip地址，选取规则是先到先得；
    然后A给所有的服务器发送DHCP Request，告诉这些服务器，我选了服务器1的ip地址，其它的地址不要了；（其它服务器就知道了自己提供的地址没被需求，因可以把这个地址提供给别人）
    DHCP 服务器提供的 DHCP Offer 、DHCP ACK可能是单播，也可能是广播，根据平台环境决定；
 
3）安全隐患：
    1】伪造DHCP服务器    
    2】饿死攻击    ->不停给DHCP服务器发DHCP Discover，并且不给DHCP服务器发DHCP Request，导致DHCP服务器提供的地址全部被占用；
 
4）DHCP Release包
如果不想要ip地址了，可以退掉；
退掉ip地址的命令：
ipconfig /release
 
此时抓包，可以看到终端设备给DHCP服务器发送的DHCP Release包：（终端设备告诉DHCP服务器：这个ip地址我不要了还给你，地址的信息是xxx）
DHCP服务器收到后，修改该地址的状态（这个地址没使用了，可以分配给其它人）
 
5）DHCP NAK包
DHCP服务器对DHCP Request的拒绝；
NAK报文出现：
    1.IP地址可能已经被使用
    2.租期未到网络信息还存在，换了DHCP服务器 （请求续约，但是服务器根本不存在该网络信息） 
 
 
5.DHCP租期更新
1）租期相关字段
 在DHCP包中，有租期相关的字段；
    Lease Time    ->租期，表示地址多久过期；
    Rebinding Time    ->重绑定时间，表示续租失败的情况下，多久发广播重新绑定ip地州；
    Renewal Time    ->续租时间，表示过多久之后给DHCP服务器发续租请求； （是租期的一半）   
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2）续租流程
在租期时间过50%后，主机会自动发送DHCP Request报文请求DHCP服务器重新续租；
如果DHCP服务器在，就会回一条DHCP ACK；
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可以配置租期：（在三层交换机的接口）
sys
int vlanif 10
dhcp server lease day 10 hour 1 minute 1    #将租期改为10天1小时1分钟，最小单位是分
dhcp server lease unlimited    #将租期改为无限，无限 = 2的32次方 - 1 = 4294967295秒
 
 3）DHCP重绑定
在租期时间过50%一直请求服务器，如果服务器在会发送一条DHCP ACK；
如果服务器不在，也就是DHCP服务器没响应时；客户端在87.5%租期时会发送DHCP Request报文请求所有DHCP服务器分配网络信息 （注：是以广播的形式发送）
0
 
4）自动保留IP
无法获取到DHCP服务器分配的网络信息时，Windows客户端会自动使用169.254.0.0/16地址，供临时通信
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6.DHCP地址池
  • 所分配地址的集合
 
  • 地址池有两种：
    • 接口地址池  
    • 全局地址池  
  • 同时配置，接口地址池生效
 
接口地址池：
    如图，网关路由器作为DHCP服务器；
    主机A给DHCP服务器的左接口发送DHCP请求，DHCP服务器（这里是网关路由器）就给主机A分配其左接口所在网段的地址；
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全局地址池：
    如图，DHCP服务器不作为网关时；
    设备向DHCP服务器请求地址，DHCP服务器就不能将自己接口所在网段的地址分给设备；
    需要分配的设备网关所在网段的地址；
    这时就需要使用全局地址池；    
 
7.DHCP配置：
命令
备注
Dhcp enable
开启DHCP功能
 dhcp selcet interface
地址池关联接口（在三层接口配置vlanif、路由器接口）
 dhcp server dns-list 114.114.114.114 223.5.5.5
配置接口地址池的DNS服务器
 dhcp server lease day 1 hour 12 
配置接口地址池的租期，默认1天
 dhcp server excluded-ip-address 192.168.10.100
配置接口地址池排除的地址
 dhcp server static-bind-ip-address 192.168.10.100 mac-address 0000.0000.0001
配置静态绑定
 dhcp select global
关联接口和全局地址池绑定
 dhcp select relay
关联接口开启中继代理
 dhcp relay server-ip 192.168.10.254
指定DHCP服务器的地址
 display ip pool interface vlanif10
验证接口地址池的信息
 display ip pool name huawei used
验证全局地址池的信息


 
 
posted @ 2021-05-19 15:18  L丶银甲闪闪  阅读(344)  评论(0)  编辑  收藏  举报