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Etude d'un service : DHCP

Notions théoriques​

Le service DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) automatise l'attribution des adresses IP aux appareils connectés, simplifiant ainsi la gestion du réseau.

Comment un poste client, sans adresses IP, trouve le serveur DHCP pour lui faire une demande ?

  1. Le client envoie un message DHCP DISCOVER en broadcast sur le réseau local :

    • à l'adresse IP de diffusion 255.255.255.255
    • et à l'adresse MAC de diffusion ff:ff:ff:ff:ff:ff.

  2. Le client utilise l'adresse IP source 0.0.0.0 pour indiquer qu'il n'a pas encore d'adresse IP.

  3. Le message DHCP DISCOVER est envoyé sur le port UDP 67, qui est le port d'écoute standard des serveurs DHCP.

  4. Ce message en broadcast atteint tous les appareils du réseau local, y compris le(s) serveur(s) DHCP s'il y en a.

  5. Le client s'identifie dans le message DHCP DISCOVER en incluant son adresse MAC, qui est l'identifiant unique de sa carte réseau.

  6. Les serveurs DHCP qui reçoivent ce message et qui sont configurés pour répondre aux demandes sur ce réseau vont alors répondre avec un message DHCP OFFER.

Ainsi, même sans connaître l'adresse IP du serveur DHCP, le poste client peut localiser le serveur DHCP

Dans quelle couche du modèle TCP/IP se situe le service DHCP ?

Dans le modèle OSI, comme dans le modèle TCP/IP, un service se situe dans la couche application.

Ports du service DHCP​

Le service DHCP utilise 2 ports :

  • Le port 67 UDP est utilisé par le serveur DHCP pour écouter les requêtes des clients.
  • Le port 68 UDP est utilisé par le client DHCP pour recevoir les réponses du serveur.

Fonctionnement du service DHCP​

  1. Découverte DHCP DISCOVER :

    S'il n'a pas d'adresse IP, lorsqu'un appareil se connecte au réseau, il envoie :

    • un message de découverte DHCP (broadcast) pour trouver un serveur DHCP
    • son adresse MAC

  2. Offre DHCP OFFER :

    Le serveur DHCP répond :

    • avec une offre, proposant une adresse IP à l'appareil.
    • autres informations fournies : Masque de sous-réseau, adresse de la passerelle par défaut, adresses des serveurs DNS, durée du bail

  3. Demande DHCP REQUEST :

    L'appareil répond en envoyant :

    • une demande pour confirmer qu'il accepte l'adresse IP proposée
    • et il répète son adresse MAC

  4. Accusé de réception DHCP ACK :

    Le serveur DHCP envoie un accusé de réception pour finaliser l'attribution de l'adresse IP.

Le bail DHCP

Le bail DHCP représente la durée pendant laquelle une adresse IP est attribuée à un appareil client par le serveur DHCP.

Voici les points essentiels à comprendre :

  1. Durée limitée : Un bail DHCP a une durée déterminée, généralement configurée par l'administrateur réseau. Cette durée peut varier de quelques heures à plusieurs jours.

  2. Renouvellement : Avant l'expiration du bail, le client tente de le renouveler, généralement à 50% de la durée du bail. Si le renouvellement réussit, le client conserve la même adresse IP.

  3. Réattribution : Si le client ne renouvelle pas son bail (par exemple, s'il est déconnecté du réseau), l'adresse IP peut être réattribuée à un autre appareil une fois le bail expiré.

  4. Flexibilité : Le système de bail permet une gestion dynamique et efficace des adresses IP, particulièrement utile dans les environnements où les appareils se connectent et se déconnectent fréquemment.

  5. Conservation des ressources : Il évite que des adresses IP restent attribuées indéfiniment à des appareils qui ne sont plus connectés au réseau.

  6. Configuration : La durée du bail peut être ajustée en fonction des besoins du réseau. Par exemple, un réseau d'entreprise stable pourrait avoir des baux plus longs, tandis qu'un hotspot public pourrait utiliser des baux plus courts.

Avantages du DHCP​

  • Simplicité : Pas besoin de configurer manuellement chaque appareil.
  • Efficacité : Les adresses IP sont réutilisées, ce qui optimise l'utilisation des ressources.
  • Flexibilité : Permet de gérer facilement les appareils mobiles et les utilisateurs temporaires.

Exemple pratique​

Imaginez un bureau avec 50 ordinateurs portables.

Sans DHCP, chaque ordinateur nécessite une configuration manuelle pour obtenir une adresse IP.

Avec DHCP, dès qu'un ordinateur se connecte au réseau, il reçoit automatiquement une adresse IP valide, ce qui facilite grandement la gestion.

Test de mémorisation/compréhension​


Quel est le rôle principal de DHCP ?


Quelle étape suit la découverte DHCP ?


Quel est l'avantage principal de DHCP pour les appareils mobiles ?


Que se passe-t-il si un appareil n'accepte pas l'offre DHCP ?


Comment DHCP optimise-t-il l'utilisation des adresses IP ?


Que signifie l'acronyme DHCP ?


Quelle est la première étape du processus DHCP ?


Quelle information n'est PAS typiquement fournie par un serveur DHCP ?


Que représente le 'bail' dans le contexte DHCP ?


Quel est l'avantage principal du DHCP par rapport à l'attribution statique d'adresses IP ?


TP pour réfléchir et résoudre des problèmes​

Objectif​

Configurer un serveur DHCP dans un réseau local et observer son fonctionnement avec plusieurs clients.

Instructions​

  1. Créez un réseau dans Filius.

    • Ajoutez un switch dans l'espace de travail Filius
    • Ajoutez 4 ordinateurs et nommez-les PC1, PC2, PC3 et Serveur DHCP
    • Connectez chaque ordinateur au switch avec des câbles Ethernet

  2. Configurez le serveur DHCP.

    • Adresse IP statique = 192.168.1.250/24
    • Paramètres DHCP :
      • Plage d'adresses : 192.168.1.10 à 192.168.1.199
      • Masque de sous-réseau : 255.255.255.0
      • Passerelle par défaut : 192.168.1.1
      • Serveur DNS : 8.8.8.8
    Une solution

  3. Configurez les ordinateurs clients pour qu'ils obtiennent une adresse IP automatiquement.

    Une solution

  4. Démarrez la simulation et observez le processus d'attribution d'adresses IP aux clients.

    Une solution

    Vérifiez que chaque client obtient bien une adresse IP dans la plage configurée (de 192.168.1.10 à 192.168.1.199)

  5. Utilisez l'outil "Échanges de données" pour visualiser les échanges DHCP.

    Une solution

  6. Testez la connectivité entre les clients en utilisant la commande "ping".

    Une solution

  7. Ajoutez un quatrième client au réseau et observez comment il obtient une adresse IP.

    Une solution

  8. Simulez l'expiration d'un bail DHCP en éteignant un client, attendez quelques instants, puis rallumez-le.

    Une solution

Questions de réflexion​

  1. Que se passerait-il si 2 serveurs DHCP étaient présents sur le même réseau ?

    Proposition de réponse

    Avec 2 serveurs DHCP, les clients pourraient recevoir des configurations contradictoires, causant des conflits d'adresses IP et des problèmes de connectivité. C'est pourquoi il est crucial de n'avoir qu'un seul serveur DHCP par sous-réseau.

  2. Comment pourriez-vous réserver une adresse IP spécifique pour un client particulier ?

    Proposition de réponse

    Pour réserver une adresse IP spécifique, on peut configurer une réservation DHCP en associant l'adresse MAC du client à une adresse IP fixe dans la configuration du serveur DHCP.

  3. Quels problèmes pourraient survenir si le serveur DHCP tombe en panne ?

    Proposition de réponse

    Si le serveur DHCP tombe en panne :

    • Les nouveaux clients ne pourront pas obtenir d'adresse IP et donc ne pourront pas se connecter au réseau.
    • Les clients existants continueront à fonctionner jusqu'à l'expiration de leur bail DHCP.
    • Une fois les baux expirés, les clients perdront leur connectivité réseau. Pour atténuer ce risque, on peut mettre en place un serveur DHCP de secours ou utiliser une configuration en cluster.