图解DHCP工程抓包的过程

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文章摘要:文章中我们阐述了DHCP的过程原理,以及DHCP relay的过程。最重要的是,我们研究了DHCP工程抓包的内容。

对于DHCP的学习,我们已经开展了一段时间了。那么这里我们就来讲解一下DHCP工程抓包的一些内容。这里我们主要DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)是一种动态的向Internet终端提供配置参数的协议。在终端提出申请之后,DHCP可以向终端提供IP地址、网关、DNS服务器地址等。

它的工作过程是这样的:

1,首先要DHCP discover。客户机(drcom)在本网段内广播DHCPdiscover报文以发现网络中的DHCP服务器(T64G),DHCP Relay可将此报文广播到其他的网段。

如果client不是***次登陆网络,他会把他上次使用过的ip封装在option50(windows xp中),如果该地址未被分配,那么DHCP server必须优先为client分配该地址。

详解DHCP工程抓包的原理和过程

2,当 DHCP server监听到客户端发出的 DHCP discover 广播后,它会从那些还没有租出的地址范围内,选择最前面的空置 IP ,连同其它 TCP/IP 设定,响应给client一个 DHCP offer 的报文。

此时DHCP server还会ping一下这个预分配的地址以确保这个地址没有被使用。否则会更换另外的地址给client。在这个DHCP offer中还会包含其它的TCP/IP的设定,不过对于这些设定是否使用由 client决定。(192.168.131.254为DHCP网关地址)

详解DHCP工程抓包的原理和过程

3,如果收到多个DHCPoffer报文,DHCPclient会根据报文的内容从其中选择一个给与响应。此时client还会发送一个免费arp报文再一次检查网络中是否有冲突的地址,

详解DHCP工程抓包的原理和过程

如果有冲突就发送一个DHCP decline报文拒绝DHCP server,并且重新开始DHCP进程。否则就发送一个DHCP request报文给DHCP server来确认接受该ip地址。

4,当 DHCP server接收到client的 DHCP request 之后,会向客户端发出一个 DHCPack 响应,以确认 IP 租约的正式生效。

详解DHCP工程抓包的原理和过程

这时client会进行***一次免费arp检查,如果没有冲突,也就结束了一个完整的 DHCP 工作过程。

详解DHCP工程抓包的原理和过程

在了解DHCP工程抓包之前,我们再来分析一下以下内容。如果DHCP server不能满足DHCP request报文的要求就必须发送一个DHCP nak报文使client重新DHCP进程。一旦client从DHCP server处取得lease,在lease到期50%前都可以使用,当lease到了87.5%时client使用DHCP request报文来续约,DHCP server则用DHCP ack报文来确认。如果没有收到DHCP server的ack报文,client在lease到期85%时必须再次使用DHCP request报文来续约,DHCP server则用DHCP ack来确认,否则client必须放弃该ip地址。而client想要退约时直接使用DHCP release报文通知DHCP server,DHCP server回收该地址以备下次使用。因此如果租约时间设置太短,client将会频繁想DHCP server续约,当DHCP server来不及响应client的续约请求后就会因为地址老化而需要重新进行DHCP 地址请求过程,从而出现网络中断,关于租约时间太短而出现的网络中断问题请参考我的报告。#p#

通过上面的分析我们发现DHCP过程中的报文几乎全是广播包,只能在同一个网段中传播,但是如果网络中划分了数个vlan呢?有两种解决方法:

1,  在每个vlan中安装一台DHCP server,这种方法适合在特别大型的网络中使用。

2,  只安装一台DHCP server,通过使用DHCP relay来中继DHCP报文。

DHCP relay原理:

DHCP Relay 为在DHCP Server 和DHCP Client 间传输DHCP 报文的设备。局域网内的Client 可以通过DHCP Relay 与其他子网的DHCP Server 通信,最终取得合法的IP 地址。这样,多个网络上的DHCP Client 可以使用同一个DHCP Server,既节省了成本,又便于进行集中管理。以下是DHCP relay的工作过程。

详解DHCP工程抓包的原理和过程

Client 和Relay 间的所有报文,从初始状态获取IP 地址时,discover和request都是广播的,offer 和ack 根据请求报文中的广播标志位来决定广播还是单播,如果请求标注位为广播,则offer 和ack 就是广播的,否则就是单播的。所以不能说一定就是广播的。到达50%lease 续租时,request 和ack 都是单播的。使用DHCP Relay 进行地址申请时的步骤与直接进行地址申请的步骤类似,只是Relay 路由器收到Client 的请求报文后,将收到该报文的接口的地址填入该报文,然后进行单播转发。Server 根据该接口的地址来确定分配给Client 地址的网段,即分配的IP 地址与Relay 路由器收到请求报文的接口的地址属同一网段。当收到来自Server 单播的DHCPoffer、DHCPack 或DHCPnak 报文时,DHCPRelay 路由器将会对Client 进行单播传送报文。当DHCP Client 启动并进行DHCP 初始化时,它在本地网络广播配置请求报文。如果本地网络存在DHCP Server,则可以直接进行DHCP 配置,不需要DHCP Relay。如果本地网络没有DHCP Server,但有DHCP Relay 设备,此设备收到该广播报文后,进行适当处理,即将收到报文的接口的地址填入该报文,并单播转发给指定的、其它物理子网的DHCP Server。DHCP Server 根据Client 提供的信息进行相应的配置,并通过DHCPRelay 将配置信息发送给Client,完成对Client 的动态配置。

为了更好的学习DHCP relay我构建了如下试验拓扑:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

如上所示,ROUTER上架设了DHCP server,地址是192.168.2.1它有两个地址池分别是

  1. ip dhcp server pool fox1  
  2. network 192.168.1.0 255.255.255.0  
  3. default-router 192.168.1.1  
  4. ip dhcp server pool fox2  
  5. network 192.168.3.0 255.255.255.0  
  6. default-router 192.168.3.1 

在SW上有两个用户vlan,分别是vlan10 和vlan30,SW(三层交换机)上,地址分别是192.168.1.5和 192.168.3.5 。用SW作DHCP relay#p#

DHCP工程抓包如下:

1,寻找DHCP server,vlan30 client端报文如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

server端报文如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

2,DHCP server发送offer给客户端

vlan30 client截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

DHCP server截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

3,client端决定接受该ip地址,响应了DHCP server

client端截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

DHCP server端截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

4,DHCP server确认了client端的响应,正式完成了整个DHCP过程。

client端截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

DHCP server端截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

整个DHCP工程抓包过程完成了,如上lease是24hours。

当vlan30的用户漫游至vlan10时会被分配到vlan10相对应的地址。截包如下:

详解DHCP工程抓包的原理和过程

责任编辑:佟健 来源: IT实验室
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