Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP)

Requisito previo: protocolos en la capa de aplicación  
El protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) es un protocolo de capa de aplicación que se utiliza para proporcionar: 
 

1. Máscara de subred (Opción 1, por ejemplo, 255.255.255.0)
2. Dirección del enrutador (Opción 3, por ejemplo, 192.168.1.1)
3. Dirección DNS (Opción 6, por ejemplo, 8.8.8.8)
4. Identificador de clase de proveedor (Opción 43, por ejemplo, ‘unifi’ = 192.168.1.9 ##donde unifi = controlador)

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

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

Estos mensajes se dan a continuación: 

1. Mensaje de detección 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/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 

    

1. Como se muestra en la figura, la dirección MAC de origen (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 tiene dirección IP hasta ahora) y la dirección IP de destino es 255.255.255.255 (dirección IP utilizada para la transmisión). A medida que se transmite el mensaje de descubrimiento para averiguar el servidor o los servidores DHCP en la red, se utiliza la dirección IP de transmisión y la dirección MAC. 
    

2. Mensaje de oferta de DHCP: 
   el servidor responderá al host en este mensaje especificando la dirección IP no arrendada y otra información de configuración de TCP. Este mensaje es transmitido 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. También se especifica una ID de servidor en el paquete para identificar el servidor. 

    

1. 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 proporcionó la dirección IP ofrecida 192.16.32.51 y un tiempo de arrendamiento 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. 
    

2. Mensaje de solicitud de DHCP: 
   cuando un cliente recibe un mensaje de oferta, responde transmitiendo un mensaje de solicitud de DHCP. El cliente producirá 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 de 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 en este mensaje. 

    

1. Ahora, el mensaje de solicitud es transmitido por la PC del cliente, por lo que 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 (dirección IP de transmisión) y la dirección MAC de origen es 08002B2EAF2A (PC dirección MAC) y la dirección MAC de destino es FFFFFFFFFFFF. 

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

2. Mensaje de reconocimiento de DHCP: 
   en respuesta al mensaje de solicitud recibido, el servidor realizará una entrada con el ID de cliente especificado y vinculará la dirección IP ofrecida con el tiempo de concesión. Ahora, el cliente tendrá la dirección IP proporcionada por el servidor. 

    

1. Ahora el servidor hará una entrada del host del cliente con la dirección IP ofrecida y el tiempo de concesión. Esta dirección IP no será proporcionada por el servidor 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). 
    

2. Mensaje de reconocimiento negativo de DHCP: 
   cada vez que un servidor DHCP recibe una solicitud de dirección IP que no es válida de acuerdo con los ámbitos con los que está configurado, 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. 
    
3. 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 una respuesta al ARP gratuito por parte de 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. 
    
4. Liberación de DHCP: 
   un cliente DHCP envía un paquete de liberación de DHCP al servidor para liberar la dirección IP y cancelar el tiempo de concesión restante. 
    
5. Informe de DHCP: 
   si una dirección de cliente ha obtenido la dirección IP manualmente, el cliente utiliza un informe de DHCP para obtener otros parámetros de configuración locales, como el nombre de dominio. En respuesta al mensaje de información de dhcp, el servidor DHCP genera un mensaje de reconocimiento de DHCP con una configuración local adecuada para el cliente sin asignar una nueva dirección IP. Este mensaje de reconocimiento de DHCP es de unidifusión al cliente. 
    

Nota: todos los mensajes también pueden ser unidifundidos por el agente de retransmisión dhcp si el servidor está presente en una red diferente. 

Ventajas: las ventajas de usar DHCP incluyen: 
 

• gestión centralizada de direcciones IP
• facilidad de agregar nuevos clientes a una red
• reutilización de direcciones IP reduciendo el número total de direcciones IP que se requieren
• reconfiguración simple 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 manejo sencillo de los nuevos usuarios y la reutilización de la dirección IP.

Desventajas: la desventaja de usar DHCP es: 
 

• Puede ocurrir un conflicto de IP

Referencias –  
DHCP – help.ubnt  
DHCP – docs.oracle