Entenda de uma vez por todas o funcionamento do DHCP e DHCPv6

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DHCP

O protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) tem a função de fornecer endereços IP automaticamente para os computadores em uma rede local. O DHCP ganhou espaço em outubro de 1993 sendo sucessor do BOOTP que, apesar de ser mais simples, ficou obsoleto, não atingindo mais as exigências atuais. Além de endereço IP, um servidor DHCP também pode fornecer outras informações como máscara de sub-rede, gateway padrão, endereço IP de um ou mais servidores DNS/WINS, entre outras.

Benefícios do protocolo DHCP

O protocolo DHCP ajuda na configuração automática dos endereços, facilitando bastante o trabalho dos administradores de rede.

Um exemplo seria uma rede com 100 computadores. Configurar um IP estático em cada computador demandaria esforço administrativo e tempo. Além disso, caso houvesse alguma mudança em uma das informações inseridas, os administradores teriam que realizar a configuração manual novamente.

O DHCP evita que endereços duplicados sejam inseridos por conta de algum erro manual e fornece para o usuário, de forma transparente, a configuração necessária para que os dispositivos possuam conectividade com a rede local automaticamente.

Como funciona um servidor DHCP?

Quando um computador é configurado para obter um endereço IPv4 automaticamente, o mesmo transmite pacotes broadcast de descoberta DHCP na rede. As mensagens de descoberta DHCP são transmitidas por todo o domínio broadcast, passando por toda a camada de enlace (cabos, hubs e switches).

Se um servidor DHCP estiver disponível na rede local, a máquina solicita e recebe um endereço IP único, ou seja, cada computador recebe um IP diferente. Isso acontece por conta de um intervalo de endereços IP pré-definido configurado no escopo do servidor DHCP. O servidor tem controle sobre quais endereços estão sendo utilizados e quais podem ser atribuídos a novas máquinas.

Vejamos como funcionam as mensagens de descoberta DHCP abaixo:

  1. Na primeira etapa, o computador transmite uma mensagem para toda rede, procurando o servidor DHCP. Essa ação se chama DHCP Discover e a mensagem é enviada através de um broadcast na rede à procura de um servidor DHCP disponível.
  1. Na segunda etapa, caso um servidor DHCP esteja disponível na rede local e puder fornecer um endereço IP, uma mensagem de resposta chamada DHCP Offer é enviada para o computador cliente DHCP. Além de um endereço IP disponível, a mensagem contém uma lista de parâmetros de configuração DHCP.

  2. Quando o servidor DHCP tem uma reserva de endereço IP disponível, ele verifica se corresponde ao endereço MAC do computador cliente DHCP. Caso positivo, ele oferece o endereço IP reservado a esse cliente.

  1. Na terceira etapa, o cliente DHCP recebe a mensagem DHCP Offer e responde com outra mensagem chamada DHCP Request. A mensagem DHCP Request solicita o endereço IP contido na mensagem DHCP Offer ou o endereço que já fora atribuído anteriormente.
  1. Na última etapa, quando o servidor recebe a mensagem DHCP Request, ele verifica se o endereço ainda encontra-se disponível e responde com uma mensagem chamada DHCP Ack. Com isso, o cliente DHCP, ao receber a mensagem, já pode utilizar o endereço IP.

O servidor DHCP mantém um banco de dados dos endereços que podem ser distribuídos a novos clientes DHCP. Por padrão, dependendo da configuração do servidor, a concessão de um endereço dura seis ou oito dias. Esse tempo de duração evita que um endereço seja obtido indefinidamente a um cliente que se desconectou.  No final do período de concessão, os servidores DHCP reivindicam os endereços.

Na metade do período de concessão, o servidor DHCP solicita uma renovação. Caso o cliente esteja online, o servidor aceita renovação e o período de concessão é renovado. Caso contrário, o servidor fará uma nova tentativa quando o período restante estiver expirado.

Se o servidor DHCP estiver indisponível no final do período de concessão, o cliente procurará outro servidor DHCP na rede local para adquirir outro possível endereço IP.

DHCPv6

O DHCPv6 é o protocolo DHCP para endereços IPv6 e trabalha em duas modalidades: Stateless e Stateful. Por padrão, um host IPv6 realiza uma autoconfiguração e atribuem a si mesmos endereços IPv6. Porém, podemos configurar para que todas as informações e endereços IPv6 sejam obtidos através de um servidor DHCPv6. Vejamos abaixo, de forma resumida, como funcionam o Stateless e o Stateful:

No modo sem monitoração de estado ou Stateless os endereços IPv6 são obtidos sem a ajuda de um servidor DHCP. Nesse caso, quando um host IPv6 é configurado para receber o endereço automaticamente, em vez de utilizar o servidor DHCP, ele realiza troca de mensagens com um roteador IPv6 vizinho mais próximo para obter o endereço.

No modo de monitoração de estado ou Stateful os hosts utilizam o protocolo DHCPv6  para solicitar o endereço IPv6 e outras opções de configuração (como servidores DNS), por meio de um servidor DHCP.

→ 5 características básicas do IPv6 que você deve conhecer

Finalizando

É muito importante que os administradores de rede tenham noção de como funciona o protocolo DHCP e DHCPv6. O DHCP ajuda muito no trabalho de configuração de endereçamento de host. Com este artigo, você já pode ter um entendimento básico sobre o assunto.  Caso tenha alguma dúvida, comente abaixo.

Referência

NORTHRUP, Tony; MACKIN, J.C. Configuração do Windows Server 2008 Infraestrutura de rede. Bookman, Porto Alegre, 2009.

Thiago Póvoa

Thiago C. Póvoa

Formado em Gestão da Tecnologia da Informação. Busca, através do blog, colaborar com profissionais da área, compartilhando conhecimento. Iniciou sua carreira em um provedor de internet, especialista em serviços de telecomunicações, onde obteve bastante experiência em Administração de Redes.