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DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol(DHCP)는 네트워크상에서 IP통신을 할 수 있도록 네트워크를 (자동으로)설정하기 위해서 사용하는 서버/클라이언트 모델의 프로토콜이다.

DHCP server는 네트워크 설정에 필요한 정보를 가지고 있으며, DHCP client가 요청을 하면 네트워크 설정정보를 전송한다. 네트워크 설정 정보를 받은 DHCP client는 네트워크 인터페이스에 대한 네트워크 설정을 적용한다. DHCP 서버의 목적은 Auto network configuration에 있다. 즉 관리자입장에서는 네트워크 관리를 쉽게 하고, 사용자 입장에서는 쉽게 네트워크에 참여하게 하는데 그 목적이 있다.

DHCP server가 가지고 있는 네트워크 정보는 다음과 같다. DHCP는 L2 프로토콜이다. 즉 DHCP 서버와 DHCP 클라이언트는 반드시 같은 network linke 영역에 있어야 한다. L3 영역의 네트워크 상에서 DHCP 를 사용하려면 DHCp relay와 같은 L3 영역의 기술을 사용해야 한다.

세부 기술 사항

DHCP는 UDP 67번을 사용하며, connectionless방식으로 작동한다. DHCP는 4개의 운용단계를 가진다.
  1. IP discover
  2. IP lease offer
  3. IP reuest
  4. IP acknowledgement
이 과정을 줄여서 DORA(Discover, Offer, Request, Acknoledgement)라고 부르기도 한다.

IP discovery

DHCP 클라이언트는 자신이 속한 subnet에서 사용가능한 DHCP 서버를 찾기 위한 메시지를 브로드캐스팅한다. DHCP discover 패킷은 다음과 같다.

DHCP 클라이언트가 discover 패킷을 보낼때는 가장 최근 설정된 IP주소를 요청한다.(위 예제 패킷의 경우 192.168.1.100). 만약 request IP가 올바른 것이라면, 서버는 이 요청을 허용한다. 여기에서 "올바르다"라는 것은 서버가 "일치되는 Mac 주소와 request IP 주소"를 확인할 수 있는 상태를 의미한다.

서버가 올바른 request IP를 찾을 수 없다면, 서버는 이 request IP를 무시하고 새로운 네트워크 설정을 내려보낸다.

DHCP offer

DHCP discover 패킷을 받은 DHCP 서버는 네트워크 제안(DHCP offer)를 작성해서 전송한다. 아직 클라이언트의 IP주소를 모르기 때문에, 이 제안서는 브로드캐스팅 된다.

이 제안서에는 subnet mask, router(gateway), IP lease time (IP 유효 시간), DHCP server IP, DNS 주소등이 포함된다.

DHCP request

DHCP offer(제안)를 받은 클라이언트는 이 offer의 내용을 근거로 DHCP requeust를 전송한다. 클라이언트는 서버의 IP를 알고 있기 때문에 unicast 방식으로 전송한다. 서브넷에는 두 개 이상의 DHCP 서버가 있을 수 있고, 클라이언트는 두 개 이상의 제안서를 받을 수 있다. 이때 클라이언트는 단지 하나의 offer에 대해서만 DHCP request를 전송한다.

DHCP request에는 request ip와 , dhcp server ip 정보가 들어간다.

DHCP acknowledgement

DHCP request를 받은 DHCP 서버는 DHCP ack 패킷을 전송한다. 여기에 클라이언트의 ip가 (Your IP Address)전송된다. 이것으로 클라이언트 네트워크 설정이 끝난다.

IP 주소를 획득한 클라이언트는 ARP를 전송한다. 이 과정에서 MAC, IP가 충돌하는지를 확인할 수 있다.

ARP Gratuitous

Gratuitous ARP(GARP)를 전송한다. 일반적으로 ARP는 상대방 호스트의 MAC을 알아내기 위해서 사용한다. GARP는 IP충돌을 감지하기 위해서 사용한다. 호스트는 자신의 IP를 타겟으로 ARP요청을 보내는데, 만약 다른 호스트가 응답을 한다면 IP주소를 누군가가 사용하고 있다는 의미가 된다.

DHCP Relay

DHCP는 브로드캐스팅 프로토콜이기 때문에 VLAN 마다 DHCP 서버를 구성해야 한다. 몇 개의 VLAN으로 구성된 조그만 네트워크에서는 문제될게 없지만, 호스팅이나 클라우드를 서비스 할 경우 DHCP 서버의 낭비가 발생한다.

DHCP Relay는 DHCP 요청을 IP 기반으로 가능하게 만드는 식으로 해결했다. DHCP 릴레이 에이전트는 DHCP 브로드캐스트 요청을 수신하면, 유니캐스트로 DHCP 서버에 요청한다.

DHCP 보안

DHCP 프로토콜은 인증과 관련된 매커니즘을 가지고 있지 않다. 이 때문에 다양한 공격에 취약하다. 공격은 대략 아래의 카테고리로 분류 할 수 있다.

관련 경험

하나의 subnet에 두 개의 dhcp 서버

많은 테스트를 virtualbox를 이용한 가상화 환경에서 진행하고 있다. 대게는 virtualbox에서 제공하는 DHCP 를 사용하는데, 간혹 (PXEBoot 테스트등을 위해서)직접 DHCP 서버를 올려야 하는 경우가 있다. 해서 DHCP 서버를 직접 구성해서 테스트를 하는데, 아무리 해도 IP 주소가 제대로 설정이 안되는 거다. 내가 설정을 잘못했나. 가상 디바이스를 잘 못올렸나. 한 시간 정도 삽질을 했는데, virtuabox dhcp 서버를 끄지 않았던것. 쩝.

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