1. Host Configuration: BOOTP and DHCP
Chapter 2 – part 1
Host Configuration:
BOOTP and DHCP
Mục tiêu
Sau khi hoàn thành phần này có thể:
Hiểu các dạng thông tin cần thiết của hệ thống khi khởi động
Hiểu cách hoạt động giao thức BOOTP
Hiểu cách hoạt động DHCP
Hiểu sự khác nhau giữa BOOTP and DHCP
Hiểu hội thoại trạng thái truyền DHCP
TCP/IP Protocol Suite

2. 2.1 BOOTP
The Bootstrap Protocol (BOOTP) là một giao thức client/server để cấu hình một máy tính không đĩa cứng hoặc một máy tính được khởi động trong lần đầu tiên. BOOTP cung cấp địa chỉ IP, net mask, địa chỉ ngầm định của router, và địa chỉ của một máy chủ.
Trong phần này gồm:
Nguyên tắc hoạt động
Định dạng gói tin (Packet Format )
TCP/IP Protocol Suite

3. Figure 2.1 Client and server on the same network
TCP/IP Protocol Suite

4. Figure 2.2 Client and server on two different networks
TCP/IP Protocol Suite

5. Figure Use of UDP ports
TCP/IP Protocol Suite

6. Figure 2.4 BOOTP packet format
TCP/IP Protocol Suite

7. Figure Option format
TCP/IP Protocol Suite

8. Table 2.1 Options for BOOTP
TCP/IP Protocol Suite

9. 2.2 DHCP
The Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) cấp địa chỉ tính và động bằng thủ công hoặc tự động
Trong phần này gồm:
Static Address Allocation
Dynamic Address Allocation
Manual and Automatic Configuration
Packet Format
Transition States
Exchanging Messages
TCP/IP Protocol Suite

10. Note:
DHCP cấp vị trí địa chỉ tĩnh và động có thể sử dụng thủ công hoặc tự động.
TCP/IP Protocol Suite

11. Figure DHCP packet
TCP/IP Protocol Suite

12. Table 2.2 Options for DHCP 1: Gửi quảng bá đi tìm một DHCP server;
2: Máy chủ DHCP gửi gói tin phục vụ;
3: Gửi yêu cầu DHCP; 4: Từ chối DHCP; 5: Chấp nhận DHCP;
6: Không chấp nhận; 7: Giải phóng
TCP/IP Protocol Suite

13. Figure 2.7 DHCP transition diagram
TCP/IP Protocol Suite

14. Figure 2.8 Exchanging messages
TCP/IP Protocol Suite

15. DHCP client-server scenario
/24
arriving DHCP
client needs
address in this
network
/24
/24

16. DHCP client-server scenario
DHCP server:
DHCP discover
src : , 68
dest.: , 67
yiaddr:
transaction ID: 654
arriving
client
DHCP offer
src: , 67
dest: , 68
yiaddrr:
transaction ID: 654
lifetime: 3600 secs
DHCP request
src: , 68
dest:: , 67
yiaddrr:
transaction ID: 655
lifetime: 3600 secs
DHCP ACK
src: , 67
dest: , 68
yiaddrr:
transaction ID: 655
lifetime: 3600 secs

17. DHCP: more than IP addresses
DHCP có thể gửi lại nhiều địa chỉ IP:
Địa chỉ của first-hop router cho client
Tên và địa chỉ IP của máy chủ DNS
Mặt nạ mạng (Cho biết phần mạng, phần host)

18. DHCP: example
DHCP
UDP IP
Eth
Phy
DHCP
DHCP
Máy Laptop sẽ kết nối cần địa chỉ IP của nó, địa chỉ của first-hop router, địa chỉa của DNS server: sử dụng DHCP
DHCP
DHCP request được đóng gói bằng UDP, đóng gói bằng IP, đóng gói theo Ethernet
DHCP
DHCP
UDP IP
Eth
Phy
DHCP
Ethernet frame broadcast (dest: FFFFFFFFFFFF) on LAN, được nhận tại router đang chạy DHCP server
router with DHCP
server built into
router
Ethernet giải điều chế thành IP, UDP thành DHCP

19. DHCP: example
DHCP
DHCP server formulates DHCP ACK containing client’s IP address, IP address of first-hop router for client, name & IP address of DNS server
DHCP
UDP IP
Eth
Phy
encapsulation of DHCP server, frame forwarded to client, demuxing up to DHCP at client
DHCP
UDP IP
Eth
Phy
DHCP
DHCP
router with DHCP
server built into
router
client now knows its IP address, name and IP address of DSN server, IP address of its first-hop router
DHCP

20. Ghi chú: Address Pools Leases (Thuê) Client’s request
Lease duration: minutes or days
Client’s request
requested lease duration, a copy of the address it is already using or last used, and other parameters
Server’s response
Based on client’s information (including the requesting MAC address) in addition to other exogenous information (e.g., the time of day, the interface on which the request was received)

21. DHCP/BOOTP Message Format

22. Some options Common options include Pad (0) Subnet Mask (1)
Router Address (3)
Domain Name Server (6)
Domain Name (15)
Requested IP Address (50)
Address Lease Time (51)
DHCP Message Type (53)
Server Identifier (54)
Parameter Request List (55)
DHCP Error Message (56)
Lease Renewal Time (58)
Lease Rebinding Time (59)
Client Identifier (61)
Domain Search List (119)
End (255).

23. Protocol Operation
The IPv6 header is of fixed size (40 bytes) and contains 128-bit source and destination addresses. The Next Header field is used to indicate the presence and types of additional extension headers that follow the IPv6 header, forming a daisy chain of headers that may include special extensions or processing directives. Application data follows the header chain, usually immediately following a transport-layer header.

24. DHCP Message Types T: Lease Time
T1: Renewal Time: start renewal with same server after this time expires
Typically T/2
T2: Rebinding Time: renewal must be done with same server by T2. If not, then rebinding of the address is needed which means doing it from scratch while indicating that the client already has an IP address (in the client addr)
Typically 7T/8

25. Lease Timers: An Example (tcpipguide.com)

26. DHCP client state machine

27. IPv6 Address Lifecycle
Tentative: can be used only for IPv6 Neighbor Discovery
DAD: Duplicate Address Detection is performed in this state
Optimistic: It is like Tentative, but an address is allocated for some limited use
Deprecated: can be used for existing connections, but not for new connections
DAD: Duplicate Address Detection

28. Duplicate Address Detection (DAD)
send one or more ICMPv6 Neighbor Solicitation messages
If a Neighbor Advertisement message is received in response, DAD has failed, and the address being checked is abandoned

29. DHCPv6

30. Location Information GEOCONF option(“Geographical configuration”)
Latitude, longitude, altitude
GEOCONF_CIVIC option
Country, city, district etc.
More complex as the categories vary by country and characters in different languages have complex representations
Why are these options needed?

31. Mobility and Handoff Information
DHCP options to convey information about cellular configuration and handovers between different networks
Types of such options
Information Services
available networks
Command Services
functions for controlling link parameters
Event Services
notification of link status changes

32. DHCP Snooping
Implemented in some switches which limits DHCP traffic to those addresses that are in a list
Two problems can be potentially addressed
Rogue DHCP server is limited in the damage it can do
Allocation limited to a set of MAC addresses

33. Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC)
Consider a network that has a single link and suppose there are no DHCP servers
Single-Link or Link Local Addresses
Automatic Private IP Addressing
Generate a random address ( through using the 16-bit subnet mask )
Check for conflicts using ACD (Address Conflict Detection)