IPv4/DHCP/Server: Unterschied zwischen den Versionen

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# DHCP-DISCOVER: Client sucht per Broadcast nach DHCP-Server
# DHCP-DISCOVER: Client sucht per Broadcast nach DHCP-Server

Version vom 13. August 2020, 11:23 Uhr

Allgemein

  • DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
  • Transport durch UDP
  • Standard-Ports:
    • IPv4:67 (Server) 68 (Client)
    • IPv6: 547 (Server) 546 (Client)

Aufgabe

  • Clients automatisch in ein bestehendes Netz einbinden
  • Übermittlung der Netzwerkeinstellungen:
    • IP-Adressen
    • Rechnername
    • Netzmaske
    • Broadcast-Adresse
    • Gateway
    • DNS-Nameserver
    • NetBIOS Nameserver
    • Boot-Image für plattenlose Workstations
    • Time- und NTP-Server, die für die Synchronisierung der Uhrzeit zuständig sind

Betriebsmodi

Manuelle Zuordnung

  • In diesem Modus (statisches DHCP) werden am DHCP-Server die IP-Adressen bestimmten MAC-Adressen fest zugeordnet
  • Die Adressen werden der MAC-Adresse auf unbestimmte Zeit zugeteilt
  • Der Nachteil kann darin liegen, dass sich keine zusätzlichen Clients in das Netz einbinden können, da die Adressen fest vergeben sind

Automatische Zuordnung

  • Am DHCP-Server wird ein Bereich (range) von IP-Adressen definiert
  • IP-Adressen werden automatisch an die MAC-Adressen von neuen DHCP-Clients zugewiesen und keinem anderen Host mehr zugewiesen
  • Neue Clients erhalten keine IP-Adresse, wenn Adressbereich vergeben ist

Dynamische Zuordnung

  • Automatische Zuordnung aber mit Lease-Time: Festlegung wie lange eine IP-Adresse an Client „verliehen“ wird, bevor Client eine „Verlängerung“ beantragen muss
  • Bei „Nicht-Verlängerung“ wird IP-Adresse frei und neu vergeben
  • DHCP-Server vergibt auch von der MAC-Adresse abhängige IP-Adressen, d. h. ein Client bekommt hier selbst nach längerer Netzwerkabstinenz und Ablauf der Lease-Time die gleiche IP-Adresse wie zuvor (es sei denn natürlich, diese ist inzwischen schon anderweitig vergeben)

Installation

# apt install isc-dhcp-server

Konfiguration

Datei:/etc/dhcp/dhcpd.conf

  • Lease-Time in Sekunden
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;

Subnet-Blöcke

subnet 10.2.0.0 netmask 255.255.0.0

Range

range 10.2.0.10 10.2.0.100;

Options

option subnet-mask 255.255.0.0;
option domain-name-servers 10.10.0.4;
option domain-name "raum102.itw";
option domain-search "raum102.itw";
option routers 10.2.0.1;

Nach der Änderung der Konfiguration, muss die dhcpd.conf erneut eingelesen werden. 

# systemctl restart isc-dhcp-server.service

DHCP-Client

Damit Änderungen bei bereits aktivem Client wirksam werden, muss dieser sie neu anfordern.

  • Bisherige Konfiguration verwerfen.
# dhclient -r
  • Neue Konfiguration anfordern.
# dhclient
  • DHCP release mit verbose
# dhclient -v -r

user@pc5:~$ sudo dhclient -v -r [sudo] Passwort für user: Killed old client process Internet Systems Consortium DHCP Client 4.4.1 Copyright 2004-2018 Internet Systems Consortium. All rights reserved. For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/

Listening on LPF/enp2s0/74:27:ea:e1:db:32 Sending on LPF/enp2s0/74:27:ea:e1:db:32 Sending on Socket/fallback DHCPRELEASE of 10.20.1.110 on enp2s0 to 10.20.0.1 port 67 (xid=0x1f86c144)


  • DHCP renew mit verbose
# dhclient -v

user@pc5:~$ sudo dhclient -v Internet Systems Consortium DHCP Client 4.4.1 Copyright 2004-2018 Internet Systems Consortium. All rights reserved. For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/

Listening on LPF/enp2s0/74:27:ea:e1:db:32 Sending on LPF/enp2s0/74:27:ea:e1:db:32 Sending on Socket/fallback DHCPDISCOVER on enp2s0 to 255.255.255.255 port 67 interval 3 (xid=0xac531335) DHCPOFFER of 10.20.1.13 from 10.20.1.1 DHCPREQUEST for 10.20.1.13 on enp2s0 to 255.255.255.255 port 67 (xid=0x351353ac) DHCPACK of 10.20.1.13 from 10.20.1.1 (xid=0xac531335) cmp: EOF on /tmp/tmp.JBuNGXT4Zg which is empty bound to 10.20.1.13 -- renewal in 5933 seconds.


Konfigurationsdatei

/etc/dhcp/dhclient.conf 

option rfc3442-classless-static-routes code 121 = array of unsigned integer 8;

send host-name = gethostname();

request subnet-mask, broadcast-address, time-offset, routers,
domain-name, domain-name-servers, domain-search, host-name,
dhcp6.name-servers, dhcp6.domain-search, dhcp6.fqdn, dhcp6.sntp-servers,
netbios-name-servers, netbios-scope, interface-mtu,
rfc3442-classless-static-routes, ntp-servers;

Fehleranalyse

# cat /var/log/syslog | grep "dhcp"

Konfigurationsdatei

/etc/dhcp/dhcpd.conf 

# If this DHCP server is the official DHCP server for the local
# network, the authoritative directive should be uncommented.
authoritative;

# Use this to send dhcp log messages to a different log file (you also
# have to hack syslog.conf to complete the redirection).
log-facility local7;

# A slightly different configuration for an internal subnet.

subnet 10.2.0.0 netmask 255.255.0.0 {
range 10.2.0.10 10.2.0.100;
option subnet-mask 255.255.0.0;
option domain-name-servers 10.10.0.4;
option domain-name "raum102.itw";
option domain-search "raum102.itw";
option routers 10.2.0.1;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
}

#host user {
# hardware ethernet 00:1d:7d:c8:de:bd;
# fixed-address 10.2.0.50;
# option host-name "user";
#}

Verbindungsaufbau


  1. DHCP-DISCOVER: Client sucht per Broadcast nach DHCP-Server
  2. DHCP-OFFER: DHCP-Server bietet Client per Unicast Konfigurationsparameter der Schnittstelle an
  3. DHCP-REQUEST: Client fordert angebotene Konfigurationsparameter bei DHCP-Server an (z.B. Mietanfrage)
  4. DHCP-ACK: DHCP-Server sendet Konfigurationsparameter an Client


  • DHCP-NAK: Ablehnung einer DHCP-REQUEST-Anforderung durch den DHCP-Server.
  • DHCP-DECLINE: Ablehnung durch den Client, da die IP-Adresse schon verwendet wird.
  • DHCP-RELEASE: Der Client gibt die eigene Konfiguration frei, damit die Parameter wieder für andere Clients zur Verfügung stehen.
  • DHCP-INFORM: Anfrage eines Clients nach weiteren Konfigurationsparametern, z. B. weil der Client eine statische IP-Adresse besitzt.
  • DHCP-Refresh (nur bei dynamischer Zuordnung) DHCP-ACK-Nachricht

Lease Time

IP-Adresse,"lease time" und zwei Fristen: Die "Renewal-Time" T1 und die "Rebinding-Time" T2.

  • T1 1/2 der Lease-Time
  • T2 7/8 der Lease-Time

Zum Beispiel:

  • Lease-Time = 100s => "Renewal-Time" T1 = 50s und "Rebinding-Time" T2 = 87,5s
  • Nach Ablauf T1 versucht der Client, seine Lease-Time zu verlängern.
  • DHCP-REQUESTs per Unicast an bisherigen Server
    • Erfolgt DHCP-ACK: Client erhält bisherige Konfiguration mit frischer Lease-Time
    • Erfolgt kein DHCP-ACK: Client nutzt Konfiguration ohne Einschränkungen weiter
  • Nach Ablauf von T2 sendet Client DHCPREQUESTs per Broadcast an irgendeinen anderen DHCP-Server
  • Läuft die Lease-Time ab so verfällt die Konfiguration und Client beginnt erneut mit eunem DHCP-DISCOVER.
  • Sind alle IP-Adressen bereits vergeben, sendet Server ein DHCP-NAK (DHCP-Not Acknowledged).
  • Die genaue Verbindung in Wireshark:

DHCP-Relay

  • Ist eine Funktion, um DHCP über Netzwerkgrenzen (Broadcastdomäne) hinaus nutzen zu können
  • Damit wird die Notwendigkeit der Bereitstellung eines DHCP-Servers in jedem Subnetz, in dem sich DHCP-Clients befinden, vermieden
  • Die DHCP-Relay-Funktion wird meist durch den Router selbst erbracht
  • DHCP-Relay ist notwendig, um die Broadcasts weiterzuleiten. Bitte auf alle interfaces Aktivieren.

Links

Quellen

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/DHCP
  2. https://kb.isc.org/docs/isc-dhcp-41-manual-pages-dhcpdconf
  3. https://wiki.ubuntuusers.de/ISC-DHCPD/
  4. https://wiki.debian.org/de/DHCP_Server

Weiterführend

DHCP Failover

  1. https://www.tech-island.com/tutorials/dhcp-failover-linux
  2. https://kb.isc.org/docs/aa-00502
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