Noções básicas do DHCP (protocolo DHCP)

Artigo
04/12/2023

O protocolo DHCP é um protocolo padrão definido pelo RFC 1541 (que foi substituído pela RFC 2131) que permite que um servidor distribua dinamicamente informações de configuração e endereçamento IP aos clientes. Normalmente, o servidor DHCP fornece ao cliente pelo menos essas informações básicas:

Endereço IP
Máscara de Sub-rede
Gateway padrão

Outras informações também podem ser fornecidas, como endereços de servidor DNS (Serviço de Nomes de Domínio) e endereços de servidor do serviço WINS. O administrador do sistema configura o servidor DHCP com as opções que são analisadas para o cliente.

Mais informações

Os seguintes produtos da Microsoft fornecem a funcionalidade do cliente DHCP:

Windows NT Server, versões 3.5, 3.51 e 4.0
Windows NT Workstation versões 3.5, 3.51 e 4.0
Windows 95
Cliente de Redes Microsoft versão 3.0 para MS-DOS
Microsoft LAN Manager Client versão 2.2c para MS-DOS
Microsoft TCP/IP-32 para Windows for Workgroups versões 3.11, 3.11a e 3.11b

Diferentes clientes DHCP dão suporte a diferentes opções que podem receber do servidor DHCP.

Os seguintes sistemas operacionais do servidor Microsoft fornecem a funcionalidade do servidor DHCP:

Windows NT Server versão 3.5
Windows NT Server versão 3.51
Windows NT Server versão 4.0

Quando um cliente é inicializado pela primeira vez depois de configurado para receber informações DHCP, ele inicia uma conversa com o servidor.

Abaixo está uma tabela de resumo da conversa entre o cliente e o servidor, que é seguida por uma descrição no nível do pacote do processo:

Source Dest Source Dest Packet
 MAC addr MAC addr IP addr IP addr Description
 -----------------------------------------------------------------
 Client Broadcast 0.0.0.0 255.255.255.255 DHCP Discover
 DHCPsrvr Broadcast DHCPsrvr 255.255.255.255 DHCP Offer
 Client Broadcast 0.0.0.0 255.255.255.255 DHCP Request
 DHCPsrvr Broadcast DHCPsrvr 255.255.255.255 DHCP ACK

A conversa detalhada entre o cliente DHCP e o servidor DHCP é a seguinte:

DHCPDISCOVER

O cliente envia um pacote DHCPDISCOVER. Veja a seguir um trecho de uma captura do monitor de rede mostrando as partes IP e DHCP de um pacote DHCPDISCOVER. Na seção IP, você pode ver que o endereço de destino é 255.255.255.255 e o endereço de origem é 0.0.0.0. A seção DHCP identifica o pacote como um pacote Discover e identifica o cliente em dois locais usando o endereço físico do cartão de rede. Observe que os valores no campo CHADDR e no campo DHCP: Identificador de Cliente são idênticos.


IP: ID = 0x0; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 0 (0x0)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x39A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Discover (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Discover
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

DHCPOFFER

O servidor DHCP responde enviando um pacote DHCPOFFER. Na seção IP do trecho de captura abaixo, o endereço de origem agora é o endereço IP do servidor DHCP e o endereço de destino é o endereço de difusão 255.255.255.255. A seção DHCP identifica o pacote como uma Oferta. O campo YIADDR é preenchido com o endereço IP que o servidor está oferecendo ao cliente. Observe que o campo CHADDR ainda contém o endereço físico do cliente solicitante. Além disso, vemos na seção Campo de opção DHCP as várias opções que estão sendo enviadas pelo servidor junto com o endereço IP. Nesse caso, o servidor está enviando a Máscara de Sub-rede, o Gateway Padrão (Roteador), o Tempo de Concessão, o endereço do servidor WINS (Serviço de Nome NetBIOS) e o Tipo de Nó NetBIOS.


IP: ID = 0x3C30; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 15408 (0x3C30)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x2FA8
 IP: Source Address = 157.54.48.151
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Offer (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 2 (0x2)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 157.54.50.5
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Offer
 DHCP: Subnet Mask = 255.255.240.0
 DHCP: Renewal Time Value (T1) = 8 Days, 0:00:00
 DHCP: Rebinding Time Value (T2) = 14 Days, 0:00:00
 DHCP: IP Address Lease Time = 16 Days, 0:00:00
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: Router = 157.54.48.1
 DHCP: NetBIOS Name Service = 157.54.16.154
 DHCP: NetBIOS Node Type = (Length: 1) 04
 DHCP: End of this option field

DHCPREQUEST

O cliente responde ao DHCPOFFER enviando um DHCPREQUEST. Na seção IP da captura abaixo, o endereço de origem do cliente ainda é 0.0.0.0 e o Destino do pacote ainda é 255.255.255.255.255. O cliente retém 0.0.0.0 porque não recebeu a verificação do servidor de que pode começar a usar o endereço oferecido. O Destino ainda é difundido, pois mais de um servidor DHCP pode ter respondido e pode estar mantendo uma reserva para uma Oferta feita ao cliente. Isso permite que esses outros servidores DHCP saibam que podem liberar seus endereços oferecidos e devolvê-los aos pools disponíveis. A seção DHCP identifica o pacote como uma Solicitação e verifica o endereço oferecido usando o campo DHCP: Endereço Solicitado. O campo DHCP: Identificador de Servidor mostra o endereço IP do servidor DHCP que oferece a concessão.


IP: ID = 0x100; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 256 (0x100)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x38A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Request (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Request
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Requested Address = 157.54.50.5
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

DHCPACK

O servidor DHCP responde ao DHCPREQUEST com um DHCPACK, concluindo assim o ciclo de inicialização. O endereço de origem é o endereço IP do servidor DHCP e o endereço de destino ainda é 255.255.255.255. O campo YIADDR contém o endereço do cliente, e os campos CHADDR e DHCP: Identificador de Cliente são o endereço físico do cartão de rede no cliente solicitante. A seção Opção de DHCP identifica o pacote como um ACK.


IP: ID = 0x3D30; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 15664 (0x3D30)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x2EA8
 IP: Source Address = 157.54.48.151
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: ACK (xid=21274A1D)
 DHCP: Op Code (op) = 2 (0x2)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 556223005 (0x21274A1D)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 157.54.50.5
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP ACK
 DHCP: Renewal Time Value (T1) = 8 Days, 0:00:00
 DHCP: Rebinding Time Value (T2) = 14 Days, 0:00:00
 DHCP: IP Address Lease Time = 16 Days, 0:00:00
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: Subnet Mask = 255.255.240.0
 DHCP: Router = 157.54.48.1
 DHCP: NetBIOS Name Service = 157.54.16.154
 DHCP: NetBIOS Node Type = (Length: 1) 04
 DHCP: End of this option field

Se o cliente tiver um endereço IP atribuído a DHCP anteriormente e ele for reiniciado, o cliente solicitará especificamente o endereço IP concedido anteriormente em um pacote DHCPREQUEST especial. O endereço de origem é 0.0.0.0 e o Destino é o endereço de difusão 255.255.255.255. Os clientes da Microsoft preencherão o campo de opção DHCP – DHCP: endereço solicitado – com o endereço atribuído anteriormente. Clientes estritamente compatíveis com RFC preencherão o campo CIADDR com o endereço solicitado. O servidor DHCP da Microsoft aceitará qualquer um.


IP: ID = 0x0; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 0 (0x0)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x39A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Request (xid=2757554E)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 660034894 (0x2757554E)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Request
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Requested Address = 157.54.50.5
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

Neste ponto, o servidor pode ou não responder. O comportamento do servidor DHCP do Windows NT depende da versão do sistema operacional que está sendo usado, bem como de outros fatores, como o superescopo. Se o servidor determinar que o cliente ainda pode usar o endereço, ele permanecerá em silêncio ou reconhecerá o DHCPREQUEST. Se o servidor determinar que o cliente não pode ter o endereço, ele enviará um NACK.


IP: ID = 0x3F1A; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 16154 (0x3F1A)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x2CBE
 IP: Source Address = 157.54.48.151
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: NACK (xid=74A005CE)
 DHCP: Op Code (op) = 2 (0x2)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 1956644302 (0x74A005CE)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP NACK
 DHCP: Server Identifier = 157.54.48.151
 DHCP: End of this option field

Em seguida, o cliente iniciará o processo de descoberta, mas o pacote DHCPDISCOVER ainda tentará conceder o mesmo endereço. Em muitos casos, o cliente obterá o mesmo endereço, mas talvez não.


IP: ID = 0x100; Proto = UDP; Len: 328
 IP: Version = 4 (0x4)
 IP: Header Length = 20 (0x14)
 IP: Service Type = 0 (0x0)
 IP: Precedence = Routine
 IP: ...0.... = Normal Delay
 IP: ....0... = Normal Throughput
 IP: .....0.. = Normal Reliability
 IP: Total Length = 328 (0x148)
 IP: Identification = 256 (0x100)
 IP: Flags Summary = 0 (0x0)
 IP: .......0 = Last fragment in datagram
 IP: ......0. = May fragment datagram if necessary
 IP: Fragment Offset = 0 (0x0) bytes
 IP: Time to Live = 128 (0x80)
 IP: Protocol = UDP - User Datagram
 IP: Checksum = 0x38A6
 IP: Source Address = 0.0.0.0
 IP: Destination Address = 255.255.255.255
 IP: Data: Number of data bytes remaining = 308 (0x0134)

DHCP: Discover (xid=3ED14752)
 DHCP: Op Code (op) = 1 (0x1)
 DHCP: Hardware Type (htype) = 1 (0x1) 10Mb Ethernet
 DHCP: Hardware Address Length (hlen) = 6 (0x6)
 DHCP: Hops (hops) = 0 (0x0)
 DHCP: Transaction ID (xid) = 1053902674 (0x3ED14752)
 DHCP: Seconds (secs) = 0 (0x0)
 DHCP: Flags (flags) = 0 (0x0)
 DHCP: 0............... = No Broadcast
 DHCP: Client IP Address (ciaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Your IP Address (yiaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Server IP Address (siaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Relay IP Address (giaddr) = 0.0.0.0
 DHCP: Client Ethernet Address (chaddr) = 08002B2ED85E
 DHCP: Server Host Name (sname) = <Blank>
 DHCP: Boot File Name (file) = <Blank>
 DHCP: Magic Cookie = [OK]
 DHCP: Option Field (options)
 DHCP: DHCP Message Type = DHCP Discover
 DHCP: Client-identifier = (Type: 1) 08 00 2b 2e d8 5e
 DHCP: Requested Address = 157.54.51.5
 DHCP: Host Name = JUMBO-WS
 DHCP: Parameter Request List = (Length: 7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06
 DHCP: End of this option field

As informações de DHCP obtidas pelo cliente de um servidor DHCP terão um tempo de concessão associado a ele. O tempo de concessão define por quanto tempo o cliente pode usar as informações atribuídas por DHCP. Quando a concessão atingir determinados marcos, o cliente tentará renovar suas informações de DHCP.

Para exibir informações de IP em um cliente Windows ou Windows for Workgroups, use o utilitário IPCONFIG. Se o cliente for o Windows 95, use WINIPCFG.

Referências

Para obter mais informações sobre DHCP, consulte RFC1541 e RFC2131. Os RFCs podem ser obtidos por meio da Internet em vários sites, por exemplo, http://www.rfc-editor.org/ e http://www.tech-nic.qc.ca/