018 - Principios do Protocolo DHCP

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Princípios do Protocolo DHCP 
 
Prefácio 
Uma rede empresarial geralmente pode consistir de um número substancial de 
dispositivos host, cada rede requer parâmetros na forma de endereçamento IP e 
informação de configuração de rede adicional. A alocação manual é geralmente um 
negócio tedioso e impreciso, o qual pode levar a muitas estações finais que enfrentam 
uma duplicação de endereço ou falha para alcançar os serviços necessários para a 
operação da rede smooth. O DHCP é um protocolo de camada de aplicação, que é 
designado para automatizar o processo de fornecer tal informação de configuração 
para clientes dentro de uma rede TCP/IP. No entanto, o DHCP auxilia em garantir que 
o endereçamento correto seja alocado, e reduz a carga de administração para todas 
as redes empresariais. Essa seção apresenta a aplicação do DHCP dentro da rede 
empresarial. 
 
Objetivos 
Após completar essa seção, os estudantes serão capazes de: 
● Descrever a função do DHCP dentro da rede empresarial; 
● Explicar o processo de empréstimo do DHCP; 
● Configurar as sondagens do DHCP para empréstimo de endereço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Moacyr Regys 
 
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Aplicação do DHCP na Rede Empresarial 
 
● As redes que compreendem de uma grande número de usuários, requerem um 
sistema de gerenciamento central para alocação de endereço IP. 
 
As redes corporativas geralmente são compostas por vários sistemas finais que 
requerem atribuição de endereço IP para se conectar ao segmento de rede ao qual o 
sistema final está conectado. Para redes pequenas, um número mínimo de sistemas 
finais conectados à rede permite o gerenciamento simples do endereçamento para 
todos os sistemas finais. 
No entanto, para redes de média e grande escala, fica cada vez mais difícil configurar 
endereços IP manualmente com maior probabilidade de duplicação de endereços, 
além de erros de configuração devido a erro humano e, portanto, torna-se necessário 
implementar uma solução de gerenciamento centralizado em toda a rede se torna 
cada vez mais proeminente. O DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é 
implementado como uma solução de gerenciamento para permitir a alocação 
dinâmica de endereços para sistemas finais fixos e temporários existentes que 
acessam o domínio da rede. 
Nos casos, também é possível que haja mais hosts do que endereços IP disponíveis 
em uma rede. Alguns hosts não podem receber um endereço IP fixo e precisam obter 
dinamicamente endereços IP usando o servidor DHCP. Apenas alguns hosts em uma 
rede exigem endereços IP fixos. 
 
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Mecanismos de Atribuição de Endereços 
 
● O DHCP suporta três mecanismos para atribuição de endereço IP. 
 
O DHCP suporta três mecanismos para atribuição de endereços IP. O método de 
alocação (atribuição) automática envolve DHCP atribuindo um endereço IP 
permanente a um cliente. O uso da alocação dinâmica emprega o DHCP para atribuir 
um endereço IP a um cliente por um período limitado de tempo ou, pelo menos, até 
que o cliente abandone explicitamente o endereço IP. 
O terceiro mecanismo é chamado de alocação manual, para a qual o endereço IP de 
um cliente é atribuído pelo administrador da rede e o DHCP é usado apenas para lidar 
com a atribuição do endereço definido manualmente ao cliente. A alocação dinâmica 
é o único dos três mecanismos que permite a reutilização automática de um endereço 
que não é mais necessário pelo cliente ao qual foi atribuído. Portanto, a alocação 
dinâmica é particularmente útil para atribuir um endereço a um cliente que será 
conectado apenas temporariamente à rede, ou para compartilhar um pool limitado de 
endereços IP entre um grupo de clientes que não precisa de endereços IP 
permanentes. 
A alocação dinâmica também pode ser uma boa opção para atribuir um endereço IP 
a um novo cliente permanentemente conectado a uma rede, onde os endereços IP 
são escassos o suficiente para que os endereços possam ser recuperados quando 
clientes antigos são aposentados. A alocação manual permite que o DHCP seja 
usado para eliminar o processo propenso a erros de configuração manual de hosts, 
com endereços IP em ambientes onde pode ser mais desejável gerenciar 
meticulosamente a atribuição de endereços IP. 
 
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Mensagens DHCP 
 
 
Um servidor DHCP e um cliente DHCP se comunicam trocando vários tipos de mensagens. 
A comunicação inicial depende da transmissão de uma mensagem de descoberta de DHCP 
(DHCP Discover). É transmitido por um cliente DHCP para localizar um servidor DHCP 
quando o cliente tenta se conectar a uma rede pela primeira vez. Uma mensagem de Oferta 
de DHCP (DHCP Offer) é enviada por um servidor DHCP para responder a uma mensagem 
de DHCP Discover e carregar informações de configuração. 
Uma mensagem de solicitação de DHCP (DHCP Request) é enviada após a inicialização de 
um cliente DHCP, na qual transmite uma mensagem de solicitação de DHCP para responder 
à mensagem de oferta de DHCP enviada por um servidor DHCP. Uma mensagem de 
solicitação também é enviada depois que um cliente DHCP é reiniciado, quando transmite 
uma mensagem de Solicitação DHCP para confirmar a configuração, como o endereço IP 
atribuído. Uma mensagem de solicitação de DHCP também é enviada depois que um cliente 
DHCP obtém um endereço IP, a fim de estender a concessão do endereço IP. 
Uma mensagem DHCP ACK é enviada por um servidor DHCP para confirmar a mensagem 
de Solicitação DHCP de um cliente DHCP. Após receber uma mensagem DHCP ACK, o 
cliente obtém os parâmetros de configuração, incluindo o endereço IP. Nem todos os casos, 
no entanto, resultarão na atribuição do endereço IP a um cliente. A mensagem DHCP NAK é 
enviada por um servidor DHCP para rejeitar a mensagem de Solicitação DHCP de um cliente 
DHCP quando o endereço IP atribuído ao cliente DHCP expirar, ou no caso em que o cliente 
DHCP se deslocar para outra rede. 
Uma mensagem de recusa de DHCP (DHCP Decline) é enviada por um cliente DHCP para 
notificar o servidor DHCP de que o endereço IP atribuído está em conflito com outro endereço 
IP. O cliente DHCP será aplicado ao servidor DHCP para outro endereço IP. 
 
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Pools de Endereços 
 
● Pools de endereços podem ser tanto globais ou de interface. 
 
 
Os dispositivos das séries AR2200 e S5700 podem operar como um servidor DHCP 
para atribuir endereços IP a usuários online. Os pools de endereços são usados para 
definir os endereços que devem ser alocados aos sistemas finais. Existem duas 
formas gerais de pools de endereços que podem ser usadas para alocar endereços, 
o pool de endereços global e o pool de endereços de interface. 
O uso de um pool de endereços de interface permite que apenas sistemas finais, 
conectados ao mesmo segmento de rede da interface, recebam endereços IP desse 
pool. O pool de endereços global, uma vez configurado, permite que todos os 
sistemas finais associados ao servidor obtenham endereços IP desse pool de 
endereços, e é implementado usando o comando dhcp select global para identificar o 
pool de endereços global. No caso do pool de endereços da interface, o comando 
dhcp select interface identifica a interface e o segmento de rede ao qual o pool de 
endereços da interface está associado. 
O pool de endereços da interface tem precedência sobre o pool de endereços global. 
Se um pool de endereços estiver configurado em uma interface, os clientes 
conectados à interface obterão endereços IP do pool de endereços da interface, 
mesmo que um pool de endereços global esteja configurado. No comutador S5700, 
apenas a interface VLANIF lógica pode ser configurada com os pools de endereços 
de interface. 
 
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Aquisição do Endereço DHCP 
 
 
A aquisição de um endereço IP e outras informações de configuração exigem que o 
cliente entre em contato com um servidor DHCP e recupere, mediante solicitação, as 
informações de endereçamento para se tornar parte do domínio IP. Esse processo 
começa com o processo de descobertade IP, no qual o cliente DHCP procura um 
servidor DHCP. O cliente DHCP transmite uma mensagem DHCP Discover e os 
servidores DHCP respondem à mensagem Discover. 
A descoberta de um ou vários servidores DHCP resulta em cada servidor DHCP 
oferecendo um endereço IP ao cliente DHCP. Após receber a mensagem DHCP 
Discover, cada servidor DHCP seleciona um endereço IP não atribuído no pool de 
endereços IP e envia uma mensagem de Oferta DHCP com o endereço IP atribuído 
e outras informações de configuração ao cliente. 
Se vários servidores DHCP enviarem mensagens de Oferta DHCP ao cliente, o cliente 
aceitará a primeira mensagem de Oferta DHCP recebida. O cliente então transmite 
uma mensagem de solicitação de DHCP com o endereço IP selecionado. Depois de 
receber a mensagem de solicitação DHCP, o servidor DHCP que oferece o endereço 
IP envia uma mensagem DHCP ACK ao cliente DHCP. A mensagem DHCP ACK 
contém o endereço IP oferecido e outras informações de configuração. 
Ao receber a mensagem DHCP ACK, o cliente DHCP transmite pacotes ARP gratuitos 
para detectar se algum host está usando o endereço IP alocado pelo servidor DHCP. 
Se nenhuma resposta for recebida dentro de um tempo especificado, o cliente DHCP 
usará esse endereço IP. Se um host estiver usando esse endereço IP, o cliente DHCP 
envia o pacote DHCP Decline ao servidor DHCP, relatando que o endereço IP não 
pode ser usado, após o qual o cliente DHCP se aplica a outro endereço IP. 
 
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Renovação da Concessão DHCP 
 
 
● O DHCP inicia um processo de renovação de concessão do IP quando resta 
um período de concessão de 50%. 
 
 
Depois de obter um endereço IP, o cliente DHCP entra no estado de ligação. Três 
cronômetros são definidos no cliente DHCP para controlar a atualização, a religação 
e a expiração da concessão. Ao atribuir um endereço IP a um cliente DHCP, um 
servidor DHCP especifica valores para os cronômetros. 
Se o servidor DHCP não definir os valores para os cronômetros, o cliente DHCP usará 
os valores padrão. Os valores padrão definem que, quando 50% do período de 
concessão permanecer, o processo de renovação da liberação deve começar, para o 
qual se espera que um cliente DHCP renove sua concessão de endereço IP. O cliente 
DHCP envia automaticamente uma mensagem de solicitação de DHCP ao servidor 
DHCP que alocou um endereço IP ao cliente DHCP. 
Se o endereço IP for válido, o servidor DHCP responderá com uma mensagem ACK 
do DHCP para conceder ao cliente DHCP uma nova concessão e, em seguida, o 
cliente retornará ao estado de ligação. Se o cliente DHCP receber uma mensagem 
DHCP NAK do servidor DHCP, ele entrará no estado de inicialização. 
 
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Expiração da Religação DHCP 
 
● A religação ocorrerá se a concessão não for renovada a tempo. 
 
Depois que o cliente DHCP envia uma mensagem de solicitação DHCP para estender 
a concessão, o cliente DHCP permanece em um estado de atualização e aguarda 
uma resposta. Se o cliente DHCP não receber uma mensagem de resposta DHCP do 
servidor DHCP após o término do cronômetro de religação do servidor DHCP, que 
por padrão ocorre quando 12,5% do período de concessão permanece, o cliente 
DHCP assume que o servidor DHCP original não está disponível e começa a 
transmitir uma mensagem de solicitação DHCP, para a qual qualquer servidor DHCP 
na rede pode responder com uma mensagem DHCP ACK ou NAK. 
Se a mensagem recebida for uma mensagem DHCP ACK, o cliente DHCP retornará 
ao estado de ligação e redefinirá o cronômetro de renovação de concessão e o 
cronômetro de ligação do servidor. Se todas as mensagens recebidas forem DHCP 
NAK, o cliente DHCP retornará ao estado de inicialização. No momento, o cliente 
DHCP deve parar de usar esse endereço IP imediatamente e solicitar um novo 
endereço IP. 
 
 
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Liberação do Endereço IP 
 
● O DHCP resultará na liberação de um endereço IP se o cliente falhar para 
renovar o endereço IP antes da expiração da concessão. 
 
 
O cronômetro de concessão é o cronômetro final no processo de expiração e, se o 
cliente DHCP não receber uma resposta antes que o cronômetro de expiração da 
concessão expire, o cliente DHCP deve parar de usar o endereço IP atual 
imediatamente e retornar ao estado de inicialização. O cliente DHCP então envia uma 
mensagem DHCP DISCOVER para solicitar um novo endereço IP, reiniciando 
portanto o ciclo DHCP. 
 
 
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Configuração do Pool de Interface DHCP 
 
 
Há duas formas de configuração de pool suportadas no DHCP, que incluem a 
definição de um pool global ou de uma interface. O comando dhcp select interface é 
usado para associar uma interface ao pool de endereços da interface, a fim de 
fornecer informações de configuração aos hosts conectados. O exemplo demonstra 
como a interface Gigabit Ethernet 0/0/0 foi atribuída como parte de um pool de 
endereços de interface. 
 
 
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Validação da Configuração DHCP 
 
 
Cada servidor DHCP definirá um ou vários pools que podem ser associados 
globalmente ou com uma determinada interface. Para determinar os atributos do pool 
associados a uma interface, o comando display ip pool interface <interface> é usado. 
O pool DHCP conterá informações, incluindo o período de concessão de cada 
endereço IP concedido, assim como o intervalo de pool suportado. Caso outros 
atributos sejam suportados para propagação relacionada ao DHCP para clientes, 
como gateway de IP, máscara de sub-rede e servidor DNS, eles também serão 
exibidos. 
 
 
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Configuração do Pool Global DHCP 
 
● O estabelecimento de um pool de endereço e parâmetros associados é 
implementado no servidor DHCP. 
 
 
O exemplo demonstra a configuração do DHCP para um pool de endereços global, 
que é atribuído à rede 10.2.2.0. O comando dhcp enable é o pré-requisito para 
configurar funções relacionadas ao DHCP, e entra em vigor somente após a execução 
do comando dhcp enable. Um servidor DHCP exige que o comando ip pool seja 
configurado na visualização do sistema para criar um pool de endereços IP e definir 
parâmetros do pool de endereços IP, incluindo um endereço de gateway, o período 
de concessão do endereço IP e etc. O servidor DHCP configurado pode então atribuir 
endereços IP no pool de endereços IP para clientes. 
Um servidor DHCP e seu cliente podem residir em diferentes segmentos de rede. 
Para permitir que o cliente se comunique com o servidor DHCP, o comando gateway-
list é usado para especificar um endereço de gateway de saída para o pool de 
endereços global do servidor DHCP. O servidor DHCP pode atribuir um endereço IP 
e o endereço de gateway de saída especificado ao cliente. O endereço é configurado 
em notação decimal pontilhada, para a qual um máximo de oito endereços de 
gateway, separados por espaços, podem ser configurados. 
 
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Validação de Configuração DHCP 
 
 
As informações sobre um pool também podem ser observadas através do comando 
display ip pool usado. Este comando fornecerá uma visão geral dos parâmetros de 
configuração geral suportados por um pool configurado, incluindo o gateway e a 
máscara de sub-rede do pool, bem como estatísticas gerais que permitem que um 
administrador monitore o uso atual do pool, para determinar o número de endereços 
alocados, junto com outras estatísticas de uso. 
 
Revisão 
● Quais endereços IP devem geralmente ser executados do pool de endereço? 
● O que é o período de concessão do endereço IP padrão? 
 
1. Endereços IP que são usados para alocação de servidor, tal como quaisquer 
servidores DNS locais, a fim de evitar conflitos de endereço. 
2. O período de concessão padrão para endereços IP atribuídos ao DHCP é 
definido em um período igual a um dia. 
 
 
 
Tradução: Yanne S. 
Moodle Huawei© 2019 
Angel C. 
Prof. Moacyr Regys