08.RozdziaĹ‚ 08.pdf

Rozdział 8

Konfigurowanie i zarządzanie DHCP

W dużych sieciach konfigurowanie parametrów TCP/IP dla każdej stacji

roboczej zosobna może być trudnym iczasochłonnym zadaniem,

zwłaszcza jeśli konieczna jest zmiana takich parametrów TCP/IP jak

adresy IP lub maski podsieci. Sytuacja taka może mieć miejsce podczas

restrukturyzacji sieci; czasem wsieci jest też wiele przenośnych

komputerów, które można podłączyć do dowolnego jej segmentu. Dostęp

do sieci może być realizowany przez bezpośrednie, fizyczne połączenia

lub połączenia bezprzewodowe. Ponieważ parametry TCP/IP są zależne

od segmentu sieci, w którym znajduje się komputer, konieczne jest

ustawianie odpowiednich wartości za każdym razem, kiedy komputer

jest podłączany do innego segmentu sieci.

Doświadczeni administratorzy sieci zdają sobie sprawę z problemów

związanych ze zmianą parametrów TCP/IP. Zespół IETF ( Internet

Engineering Task Force ) zaprojektował kilka protokołów automatycznej

konfiguracji przeznaczonych dla sieci TCP/IP, jak np. BOOTP ( Boot Pro-

tocol ) oraz DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ). Windows NT

Server można skonfigurować jako serwer DHCP, co upraszcza konfigu-

rację urządzeń TCP/IP (stacji roboczych, serwerów, routerów itd.). Ni-

niejszy rozdział omawia protokół DHCP i sposób jego konfiguracji

wWindows NT. Klienci DHCP, jak np. komputery Windows 9x

i Windows NT Workstation, muszą również zostać skonfigurowani tak,

aby wiedzieli o obecności serwerów DHCP w sieci.

Działanie protokołu DHCP

DHCP używa się wcelu dynamicznej konfiguracji podstawowych

parametrów TCP/IP komputerów znajdujących się w sieci. Protokół

DHCP składa się z dwóch elementów:

Mechanizmu przyznawania adresów IP i innych parametrów TCP/IP

Protokołu negocjowania i przesyłania informacji związanych

z konkretnym hostem.

252

Rozdział 8

Host TCP/IP żądający informacji konfiguracyjnych nazywany jest

klientem DHCP, a host TCP/IP dostarczający tych informacji - serwerem

DHCP. W sieciach Windows klientem może być system Windows NT

w wersji Workstation lub Server, ale serwerem DHCP - tylko Windows

NT w wersji Server.

Zarządzanie adresami IP

DHCP przyznaje adresy IP przy pomocy trzech następujących metod:

Ręczne przyznawanie adresów. W metodzie ręcznej adres IP klienta

DHCP jest ustalany przez administratora sieci na serwerze DHCP,

a protokół DHCP służy tylko do przesłania klientowi tak

skonfigurowanego adresu IP.

Automatyczne przyznawanie adresów. W metodzie automatycznej

nie ma konieczności ręcznego przypisywania adresów IP. Klient

DHCP otrzymuje adres IP w czasie pierwszego kontaktu z serwerem

DHCP. Przypisany w ten sposób adres IP jest przyznawany klientowi

na stałe i nie może zostać ponownie przyznany innemu klientowi.

Dynamiczne przyznawanie adresów. W metodzie dynamicznej serwer

DHCP przyznaje klientowi adres IP tylko czasowo. Adres IP jest

dzierżawiony klientowi DHCP na określony czas. Po upłynięciu tego

czasu klient powinien zwrócić przyznany mu adres. Jeśli klient DHCP

nadal potrzebuje adresu IP, aby mógł pełnić swoje funkcje, wówczas

może wystąpić o przyznanie mu nowego adresu.

Metoda dynamicznego przyznawania adresów jest jedyną, która pozwala

na ponowne przyznawanie tych samych adresów IP w sposób automa-

tyczny. Adres IP nie zawsze jest zwracany przez klienta DHCP dopiero

po upłynięciu terminu dzierżawy. Jeśli klient DHCP nie potrzebuje już

adresu IP (np. kiedy użytkownik zamyka system), może zwrócić serwe-

rowi przyznany adres. Serwer DHCP może go wówczas przyznać inne-

mu występującemu o to klientowi.

Metoda dynamicznego przyznawania adresów jest użyteczna zwłaszcza

wtedy, kiedy klienci DHCP podłączają się do sieci tylko czasowo. Roz-

ważmy np. sytuację, w której sieć posiadająca adres IP klasy C jest uży-

wana przez 300 przenośnych komputerów. Klasa C pozwala na podłą-

czenie maksimum 254 węzłów (256 – 2 adresy specjalne = 254). Ponieważ

komputery łączące się z siecią TCP/IP muszą posiadać unikalny adres IP,

niemożliwe jest jednoczesne podłączenie wszystkich 300 komputerów do

sieci. Jeśli jednak jednocześnie łączy się z siecią ok. 200 komputerów,

wówczas klasa C jest wystarczająca dla takiej sieci, jeśli wykorzystuje się

Konfigurowanie i zarządzanie DHCP

253

ponownie zwolnione adresy IP, co możliwe jest dzięki metodzie dyna-

micznego przyznawania adresów.

Dynamiczne przyznawanie adresów jest wskazane również w sytuacji,

kiedy podłącza się na stałe do sieci nowe komputery, a wolnych adresów

IP jest mało. Po odłączeniu starych komputerów ich adresy IP mogą

zostać natychmiast ponownie wykorzystane.

Niezależnie od używanej metody przyznawania adresów,

konfigurowanie parametrów TCP/IP przeprowadza się tylko raz na

centralnym serwerze DHCP, dzięki czemu nie trzeba konfigurować

każdego komputera z osobna.

Proces pobierania adresów IP poprzez DHCP

Rysunek 8.1

Diagram zmiany stanów DHCP

Po skontaktowaniu się z serwerem DHCP, klient DHCP przechodzi przez

kilka wewnętrznych stanów, negocjując przyznawany adres IP i okres

jego używania. Operację uzyskiwania adresu IP przez klienta DHCP

254

Rozdział 8

najlepiej jest wyjaśnić przy pomocy diagramu zmiany stanów

(nazywanego również maszyną o skończonej liczbie stanów). Rysunek

8.1 przedstawia diagram zmiany stanów który ilustruje interakcję po-

między klientem i serwerem DHCP.

Po uruchomieniu klient DHCP znajduje się w stanie inicjalizacji (INIT).

W tym momencie klient DHCP nie zna swojego adresu IP, wysyła więc

w trybie broadcast komunikat DHCPDISCOVER; komunikat ten jest

obudowany przez pakiet UDP/IP. Numer portu przeznaczenia UDP jest

ustawiany na 67, tak jak wprzypadku protokołu BOOTP; to

podobieństwo wynika z faktu, że DHCP jest rozszerzeniem protokołu

BOOTP. W pakiecie DHCPDISCOVER używany jest adres IP typu

broadcast, 255.255.255.255. Jeśli serwery DHCP znajdują się poza lokalną

siecią, wówczas router IP musi zapewniać usługi przekaźnika DHCP, aby

mógł przekazać komunikat DHCPDISCOVER do innych podsieci. Usługę

przekaźnika DHCP omawia dokument RFC 1542.

Przed wysłaniem pakietu DHCPDISCOVER klienci DHCP odczekują

przez losowy okres czasu, od 1 do 10 sekund. Ma to zapobiegać

włączaniu się klientów w tym samym momencie, co może mieć miejsce

np. po awarii zasilania.

Po wysłaniu pakietu DHCPDISCOVER, klienci wchodzą wstan

wybierania (SELECTING). W tym stanie klient DHCP otrzymuje od

odpowiednio skonfigurowanych serwerów komunikaty DHCPOFFER.

Okres czasu, przez jaki klient czeka na komunikaty DHCPOFFER, jest

zależny od implementacji. Jeśli klient DHCP otrzymał wiele odpowiedzi

DHCPOFFER, musi wówczas wybrać jedną z nich. Po wyborze klient

DHCP wysyła do jednego z serwerów komunikat DHCPREQUEST,

a serwer odpowiada komunikatem potwierdzenia DHCPACK, który

zawiera czas, na jaki dzierżawiony jest adres IP.

Klient DHCP może sprawdzić otrzymany w komunikacie DHCPOFFER

adres IP, aby sprawdzić, czy nie jest on już używany. W sieci umożliwia-

jącej transmisje w trybie broadcast, klient może wysłać żądanie określenia

adresu ARP i sprawdzić, czy nadejdzie odpowiedź ARP. Nadejście od-

powiedzi ARP oznacza, że adres IP jest już używany; w takim przypadku

klient ignoruje komunikat DHCPACK z serwera i wysyła do niego ko-

munikat odrzucenia DHCPDECLINE, po czym wchodzi w stan INIT

i próbuje ponownie uzyskać wolny adres IP z serwera. Kiedy żądanie

ARP jest rozsyłane w lokalnej sieci, wówczas klient umieszcza swój adres

sprzętowy w polu Sender's Hardware Address (sprzętowy adres nadawcy)

pakietu ARP, ale w polu Sender's Protocol Address (protokołowy adres

nadawcy) umieszcza 0, a nie sugerowany przez DHCP adres IP. Chodzi

o to, aby nie dezorientować buforów ARP w innych hostach TCP/IP,

gdyby sugerowany adres IP był już wykorzystany.

Konfigurowanie i zarządzanie DHCP

255

Kiedy klient zaakceptuje komunikat DHCPACK z serwera, wówczas

ustawia trzy zegary i wchodzi w stan związany (BOUND). Pierwszy

zegar (T1) jest zegarem odnowienia dzierżawy, drugi zegar (T2) jest

zegarem ponownego wiązania, a trzeci zegar (T3) jest zegarem czasu

dzierżawy. Wartość T3 jest zawsze ustalana przez komunikat

DHCPACK. Wartości T1 i T2 można skonfigurować na serwerze DHCP,

jeśli jednak się tego nie zrobi, wówczas używane są wartości domyślne

oparte na czasie dzierżawy. Domyślne wartości T1 i T2 oblicza się

następująco:

T1 = 0,5 x T3

T2 = 0,875 x T3

Rzeczywisty czas wyzerowania zegarów oblicza się dodając do wartości

zegara czas, wktórym wysłano komunikat DHCPREQUEST. Jeśli

komunikat DHCPREQUEST wysłano w momencie T0, wówczas czasy

wyzerowania zegarów są następujące:

Wyzerowanie T1 = T0 + T1

Wyzerowanie T2 = T0 + T2

Wyzerowanie T3 = T0 + T3

Dokument RFC 1541 zaleca, aby wartość T1 iT2 modyfikować

o niewielki, losowy czynnik, aby zapobiec wyzerowaniu zegarów kilku

klientów DHCP w tym samym momencie.

Po wyzerowaniu zegara T1, klient DHCP wchodzi w stan odnawiania

(RENEWING). W stanie tym negocjuje kolejną dzierżawę adresu IP

z serwerem DHCP, który go poprzednio przydzielił. Jeśli serwer DHCP

odmówi przedłużenia dzierżawy, wówczas wysyła odmowny komunikat

DHCPNAK, a klient wchodzi w stan INIT i stara się o przydzielenie

nowego adresu IP. Jeśli natomiast serwer odpowie komunikatem

DHCPACK, wówczas umieści w nim nowy czas dzierżawy. Klient DHCP

ustawi wówczas swoje zegary i przejdzie do stanu BOUND.

Jeśli zegar T2 wyzeruje się, kiedy klient oczekuje w stanie RENEWING na

komunikat DHCPNAK lub DHCPACK od pierwotnego serwera,

wówczas klient wchodzi w stan ponownego wiązania (REBINDING).

Może się to zdarzyć, jeśli pierwotny serwer DHCP jest wyłączony lub

niedostępny. Jak widać z umieszczonych powyżej równań, T2>T1, więc

klient DHCP oczekuje na odnowienie dzierżawy przez pierwotny serwer

przez czas równy T2-T1.

Po wyzerowaniu zegara T2, klient wysyła w trybie broadcast komunikat

DHCPREQUEST, aby skontaktować się z innym serwerem DHCP, który

mógłby przedłużyć dzierżawę i wchodzi w stan REBINDING. Klient

zakłada bowiem, po oczekiwaniu w stanie RENEWING przez T2-T1 se-

kund, że pierwotny serwer DHCP jest niedostępny. Jeśli inny serwer

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: