DHCP原理与配置

时间：2024-03-08 09:38:37

　　DHCP是动态主机配置协议（DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol），主要用于中大型网络的IP地址、网关、掩码和DNS地址的动态分配，可以减少管理员的工作量，避免用户手工配置网络参数时造成的地址冲突。而随着网络规模的增大，DHCP也面临了许多的危险（例如：DHCP饿死攻击、仿冒DHCP server和中间人攻击），下面我们先从原理上来理解DHCP是如何工作的，及DHCP的各种配置实现，后面会介绍DHCP面临的威胁以及该如何避免。

  • 人工配置面临的问题：人员素质要求高、容易出错、灵活性差、IP地址资源利用率低 工作量大
  • 自动配置的优点：效率高、灵活性强、易于集中化管理

DHCP工作原理

  • 建立过程

　　　　

 　   地址分配过程是通过DHCP Client与DHCP Server之间交互各种DHCP消息来实现的。DHCP消息是封装在UDP报文中的，DHCP Server使用端口号67来接收DHCP消息，DHCP Client使用端口号68来接收DHCP消息。

　　发现阶段：发送DHCP Discover消息，寻找DHCP Server，并表示自己需要获得一个IP地址。二层广播域如果存在多个DHCP Server ，那么都会收到Discover的报文，因此所有server都会回应Client。

　　提供阶段：Server 向Client 提供IP地址的阶段，每个Server都会从自己维护的地址池中选择一个合适的IP地址，并通过单播的方式 DHCP Offer消息将这个IP地址发送给DHCP Client。

　　请求阶段：在请求阶段中，PC上的DHCP Client会在若干个收到的Offer（即若干个收到的DHCP Offer消息）中根据某种原则来确定出自己将要接受哪一个Offer。通常情况下，DHCP Client会接受它所收到的第一个Offer（即最先收到的那个DHCP Offer消息）。如果PC最先收到的DHCP Offer消息是来自路由器R。于是，PC上的DHCP Client会以广播方式发送一个DHCP Request消息，其意图就是向路由器R上的DHCP Server提出请求，希望获取到该DHCP Server发送给自己的DHCP Offer消息中所提供的那个IP地址。注意，这个DHCP Request消息中携带有R上的DHCP Server的标识（称为Server Identifier），表示PC上的DHCP Client只愿意接受R上的DHCP Server所给出的Offer。以广播的方式请求是可以告诉其它的server “ 我已经接受了R的offer，你们不是R的就不用给我分配地址啦，管其他PC分配就行”。

　　确认阶段：Server 根据Request报文中的Server Identifier标识 确认是否指示自己，如果是则给Request报文的发送者回复Ack报文来确认IP地址。当然会因为各种原因导致无法确认，则回复Nak报文。此时Client需要从回到Discover阶段。

  • 续租过程

　　　　

　DHCP租约期的缺省值不得小于1个小时，租约期的缺省值通常都是24小时。

　　T1时期：IP租约期限到达50%时，DHCP客户端会以单播的方式请求更新IP地址租约，如果在T2之前收到Ack消息说明续租成功，否则进入第二次请求。

　　T2时期：DHCP客户端在租约期限到达87.5%时，还没收到服务器响应，会申请重绑定IP。Client会以为原Server不可用了，就以广播方式发送一个DHCP Request消息，继续请求续租IP地址。

　　释放过程：如果直到租约期到期时，PC上的DHCP Client仍未收到回应的DHCP Ack消息，那么PC就必须停止使用原来的IP地址，也就是说，PC只能重新从发现阶段开始来重新申请一个IP地址。如果PC不需要DHCP功能了，也可以主动向DHCP服务器发送DHCP Release报文，释放该IP地址。

DHCP Relay

　　DHCP有三种配置模式：接口模式、全局模式、中继模式。

  • 接口模式：靠用户则，配置简单易实现；
  • 全局模式：最典型的配置，但灵活性不够中继模式好；
  • 中继模式：适用于大中型网络，灵活性好，一个服务器可以实现多个广播域的网络地址分配，集中化管理同时节省了网络设备成本。

　　工作原理

  • 普通的DHCP是工作在二层为一个广播域里面的主机分配IP地址，也就是说DHCP的报文是无法跨越二层层进行传输的，那么像服务器这样的设备是不可能只在一个二层网络的，所以引入了DCHP Relay。

　　　　

  • DHCP Relay的基本作用就是专门在DHCP Client和DHCP Server之间进行DHCP消息的中转。DHCP Relay与DHCP Server之间是以单播方式交换DHCP消息的（这就意味着，DHCP Relay必须事先知道DHCP Server的IP地址）。

 

  • 配置实现

　　　　接口DHCP

[Huawei]dhcp enable　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 全局模式下开启使能DHCP功能
[Huawei]interface GigabitEthernet0/0/0　　
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select interface　　　　　　　　　　　　　　　　　// 选择为接口模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server dns-list 10.1.1.2　　　　　　　　　　　　// 配置dns地址
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server excluded-ip-address 10.1.1.2　　　  　// 排除的地址
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server lease day 3　　　　　　　　　　　　　　　// 租期时间

　　　　全局DHCP

[Huawei]dhcp enable    
[Huawei]ip pool pool1        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 创建地址池
[Huawei-ip-pool-pool1]gateway-list 192.168.1.1    　　　　　　　　　　　　　　 // 配置网关
[Huawei-ip-pool-pool1]network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0     　　　　　// 可用地址范围

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global  　　　　　　　　　　　　　　// 接口开启全局模式

　　　　中继DHCP

　　

配置DHCP-Server：
（以基于全局地址池分配地址为例）
[Huawei]dhcp enable 
[Huawei]ip pool DHCP-relay
[Huawei-ip-pool-DHCP-relay]gateway-list 192.168.1.1                　　// 配置网关
[Huawei-ip-pool-DHCP-relay]network 192.168.1.0 mask 24                // 可用地址
[Huawei-ip-pool-DHCP-relay]dns-list 10.1.1.1    
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.1 24                
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global                     // 接口开启全局模式
[Huawei]ip route-static 192.168.1.0 24 10.1.1.2                    // 静态路由提供连通


配置DHCP中继（GW）：
[Huawei]dhcp enable 
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.1.1 24              // 配置IP地址，此为网关
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]dhcp select relay                     // 选择为中继模式
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]dhcp relay server-ip 10.1.1.1         // 指定服务器地址
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.2 24                // 连接服务器的地址

 DHCP安全问题

　　　　DHCP如果在设计时没有考虑到安全因素，那么会带来许多的安全漏洞和隐患，下面举了三种DHCP的安全问题。

  • DHCP 饿死攻击

　　　　原理：DHCP饿死攻击是指利用DHCP server 无法正确区分合法的申请者和攻击者的申请，而攻击者持续大量地向DHCP Server申请IP地址，直到耗尽DHCP Server地址池中的IP地址，导致DHCP Server不能给正常的用户进行分配。

　　　　避免：DHCP消息中有一个名叫CHADDR（Client Hardware Address）的字段，该字段是由DHCP客户端填写的，表示的是客户端的硬件地址（也就是客户端的MAC地址）。DHCP Snooping技术支持在端口下对DHCP Request报文的源MAC地址与CHADDR进行一致性检查：如果二者相同，则转发报文；如果二者不相同，则丢弃。一致性检测一定程度上避免了饿死攻击，但不是绝对的，因为CHADDR和MAC地址可以是人为操作的。

　　　　配置实现：端口上使能 dhcp-chaddr 功能即可，命令如下

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp snooping check dhcp-chaddr enable
  • 仿冒DHCP server攻击

　　　　原理：攻击者仿冒DHCP Server，向客户端分配错误的IP地址及提供错误的网关地址等参数，客户端不会判别DHCP Sever发过来的消息是否合法，从而导致客户端无法正常访问网络。

　　　　避免：DHCP Snooping将交换机上的端口分为两种类型，即信任端口（Trusted端口）和非信任端口（Untrusted端口）；与合法的DHCP Server相连接的端口应配置为Trusted端口，其他端口应配置为Untrusted端口。

　　　　  配置实现：在中小型的企业网，DHCP Server不会存在多个，那么只需将设备与服务器连接的的端口配置为 安全端口（Trusted）即可，命令如下

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp snooping trusted
  • 中间人攻击

　　　　原理：攻击者在客户端和服务器之间接入网络，这里称为中间人，原理是利用了虚假的IP地址与MAC地址之间的映射关系来同时欺骗DHCP的客户端和服务器。

　　　　

 

　　　　避免：运行了DHCP Snooping的交换机会“侦听（Snooping）”往来于用户与DHCP Server之间的DHCP消息，并从中收集用户的MAC地址（这里的MAC地址是指DHCP消息中CHADDR字段的值）、用户的IP地址（这里的IP地址是指DHCP Server分配给相应CHADDR的IP地址）等信息，这些信息会集中存放在一个数据库中，该数据库也被称为DHCP Snooping绑定表。交换机接收到ARP请求报文后，会检查该ARP请求报文中的源IP地址和源MAC地址，发现该IP/MAC（IP-A/MAC-B）映射关系不能匹配DHCP Snooping绑定表中的条目，于是会丢弃该ARP请求报文

 

　　　　配置实现：

[Huawei]arp dhcp-snooping-detect enable　　　　　　　　// 交换机的系统视图下执行配置命令

 

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