Dator- och nätverksteknik · område 9 · lektion 47

DHCP

På lektion 40 stod det att hur DHCP faktiskt går till, i fyra meddelanden, hör till område 9. Här är det. Servern från lektion 46 får en tjänst till, en maskin i parets kopia slutar ha en statisk adress — och fyra kuvert gör det arbete du gjorde för hand i februari. Nätmasken och de privata intervallen förklaras inte på nytt; de sitter sedan lektion 40. Det nya är hur de kommer fram.

Varför det här behövs

I februari satte varje grupp tre, fyra adresser för hand. Skolans nät har hundratals maskiner. Ingen sätter dem för hand. Det gör en DHCP-server — Dynamic Host Configuration Protocol.

1. Fyra meddelanden

#	Meddelande	Vem	Vad det säger
1	DHCPDISCOVER	Klienten, till alla	Finns det en DHCP-server här?
2	DHCPOFFER	Servern	Du kan få `192.168.1.100`, mask, gateway, DNS — i så här lång tid
3	DHCPREQUEST	Klienten, till alla	Jag tar den adressen
4	DHCPACK	Servern	Den är din

Erbjudandet innehåller IP-adress, nätmask, standardgateway, DNS-server och uthyrningstid.

Varför räcker det inte med två — fråga och svar?

Det kan finnas flera DHCP-servrar i ett nät. Klienten kan få flera erbjudanden. REQUEST säger vilket den valde, och den säger det till alla, så att de servrar som inte blev valda vet att deras erbjudande kan ges till någon annan. ACK låser valet.

2. Adressen hyrs ut

Uthyrningstiden — lease time — betyder att adressen inte ges bort för alltid. Den hyrs ut, och klienten måste förnya den. En maskin som försvinner ur nätet lämnar tillbaka sin adress genom att sluta förnya.

3. Poolens värden

Samma för alla grupper, med gruppens nätdel. Fälten heter som i Packet Tracer:

Fält i Packet Tracer	Värde	Varför
Default Gateway	`192.168.<grupp>.1`	Nätet har ingen router förrän område 10. Erbjudandet innehåller den ändå
DNS Server	`192.168.<grupp>.2`	Servern själv, från lektion 46
Start IP Address	`192.168.<grupp>.100`	Långt från maskinernas `10`–`13` och serverns `.2`
Subnet Mask	`255.255.255.0`	Samma som hela området
Maximum Number of Users	`50`	Räcker gott

Gatewayen .1 finns inte — med avsikt

DHCP delar ut vad den är inställd att dela ut. Om adressen stämmer är administratörens ansvar, inte protokollets. Routern och standardgatewayen är område 10:s ämne.

4. DHCP i din kopia

Servern: Services → DHCP. Service: On, fyll i poolen enligt tabellen ovan, och tryck Save
Simulation, filter på DHCP — bocka gärna ur allt annat
Välj en maskin — inte servern — och byt den från Static till DHCP under Desktop → IP Configuration
Capture/Forward, ett kuvert i taget. Öppna vart och ett, titta på Layer 3 — från vilken adress, till vilken — och fyll i tabellen nedan
Kör ipconfig /all i maskinens Command Prompt. Skriv upp adress, mask, gateway och DNS
Jämför med vad maskinen hade förut, i adresstabellen från lektion 40

#	Meddelande	Från IP	Till IP	Från MAC	Till MAC
1
2
3
4

Alla fyra heter DHCP i Event List

Det som skiljer dem är ordningen och adresserna. DISCOVER och REQUEST går från 0.0.0.0 till 255.255.255.255. OFFER och ACK kommer från servern — skriv upp vilken mottagare din version visar för dem, den erbjudna adressen eller broadcast.

Efter utbytet ser ipconfig /all ut ungefär så här, med gruppens nätdel i stället för 1:

C:\>ipconfig /all

   IP Address......................: 192.168.1.100
   Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
   Default Gateway.................: 192.168.1.1
   DNS Servers.....................: 192.168.1.2

Adress, mask, gateway och DNS-server — allt det som skrevs in för hand i februari, nu utan att någon skrev något.

Maskinen har nu en ny adress

Den stämmer inte längre med adresstabellen från lektion 40. Skriv upp den nya. Den används i labbrapporten, och den som pingar maskinen på lektion 48 behöver den.

Kontrollfrågan

Vilka två meddelanden går till 255.255.255.255, och varför just de? Svaret står i nästa avsnitt — försök först själv.

Vill du ha mer

Kör ipconfig /release och sedan ipconfig /renew i simuleringsläget. Hur många kuvert blir det den här gången? Byt ytterligare en maskin till DHCP — vilken adress får den, och varför just den?

Stäng av DHCP-tjänsten och förnya adressen. Vilken adress får maskinen till slut? Det är lektion 40:s 169.254, nu med förklaringen. Och fundera på vad som händer om två DHCP-servrar i samma nät delar ut olika gatewayer — det är ett riktigt fel, och det heter en obehörig DHCP-server, rogue DHCP.

På din riktiga elevdator visar ipconfig /all när adressen hyrdes och när den går ut.

5. Varför 0.0.0.0 och 255.255.255.255

Adress	Varför
Från `0.0.0.0`	Klienten har ingen adress än — det är den den frågar efter. Den kan inte skriva en avsändaradress den inte har
Till `255.255.255.255`	Klienten vet inte vem servern är. Samma problem som ARP på lektion 44: den som frågar vet inte vem den ska fråga, och frågar därför alla

På Layer 2 går samma kuvert till FFFF.FFFF.FFFF — broadcastadressen från ARP-avsnittet.

6. DHCP i lagren

TCP/IP-lager	DHCP-kuvertet
Applikation	DHCP — meddelandet och erbjudandet
Transport	UDP, port `68` hos klienten och `67` hos servern
Internet	IP, från `0.0.0.0`
Nätverksåtkomst	Ethernet, till `FFFF.FFFF.FFFF`

Öppna ett av kuverten och titta på Layer 4: UDP, och portarna.

7. Varför UDP

Samma skäl som för DNS på lektion 46 — och ett till:

Meddelandena är korta
TCP:s handskakning går inte ens — den kräver att båda sidor har en adress, och klienten har ingen
Kommer inget svar frågar klienten igen. Programmet sköter det själv

Det andra skälet är ett samband mellan lagren

Transportprotokollet väljs inte bara efter vad som är snabbt, utan efter vad som är möjligt med det lagret under vet. Klienten saknar IP-adress på internetlagret — därför kan transportlagret inte använda TCP.

Det är den sortens mening A-nivån frågar efter: varför ett lager ser ut som det gör, förklarat med ett annat.

8. Tre protokoll i rapporten

Tre bevis finns nu i din rapport, om du sparat dem:

Pass	Protokoll	Bevis
43, 44, 45	ICMP och ARP	Out och In Layers, echo request och reply, ARP-frågan
46	TCP och HTTP, UDP och DNS	Sekvensen, och Layer 4 med portarna
47	DHCP	De fyra meddelandena

Kravet är minst tre protokoll. Den som sparat allt har sju.

Skärmbilderna av de fyra DHCP-kuverten och tabellen in i rapportens utförandedel nu, tillsammans med maskinens nya adress.

Vilket bevis saknas hos dig?

Saknar du ett från lektion 43 eller 45 går det att fånga igen i kopian — det tar fem minuter. Gör det före lektion 49; där fångas bara det som saknas de första femton minuterna.

9. Vanliga missuppfattningar

Sök bland missuppfattningarna

8 rader

Symptom eller föreställning	Så är det
Maskinen får ingen adress	Tjänsten slogs på men poolen sparades inte. Tryck Save i DHCP-fliken
Maskinen får `169.254.x.x`	DHCP-servern svarade inte — tjänsten är av, eller poolen tom. Samma självtilldelning som på lektion 40
Servern kan också byta till DHCP	Servern ska ha statisk adress. Den kan inte fråga sig själv
De fyra kuverten ser likadana ut	Alla heter DHCP i Event List. Ordningen och adresserna skiljer dem
Gatewayen `.1` är fel	Rätt iakttaget — det finns ingen router. DHCP delar ut vad den är inställd på. Routern är område 10
Två meddelanden, fråga och svar, borde räcka	Det kan finnas flera servrar. REQUEST till alla talar om vilket erbjudande som valdes
Maskinen går att pinga på sin gamla adress	Den har fått en ny. `ipconfig`, och skriv upp den
Poolen kan starta på `.10`	`.100`. Annars krockar den med de statiska adresserna

10. Ordlista

Ordträning

Ord	Betyder
DHCP	Dynamic Host Configuration Protocol — delar ut adresser automatiskt. Applikationslagret, över UDP
DHCPDISCOVER	Klientens första meddelande, till alla: finns det en DHCP-server här?
DHCPOFFER	Serverns erbjudande: adress, mask, gateway, DNS-server och uthyrningstid
DHCPREQUEST	Klientens svar, till alla: jag tar den adressen
DHCPACK	Serverns bekräftelse, som låser tilldelningen
Pool	Det adressintervall DHCP-servern får dela ut ur
Uthyrningstid	Lease time — hur länge klienten får behålla adressen innan den måste förnyas
Standardgateway	Default gateway — adressen dit trafik till andra nät skickas. Område 10:s ämne
`0.0.0.0`	Avsändaradressen när klienten ännu inte har någon
`255.255.255.255`	IP-adressen som betyder alla i det lokala nätet — broadcast på internetlagret
Rogue DHCP	En obehörig DHCP-server i nätet, som delar ut fel värden