Jak routery przypisują adresy IP?

W jaki sposób router przypisuje adres IP? Czy to przypadek, czy istnieje ustalona metoda?

Wygląda na to, że to samo urządzenie - niezależnie od czasu, w którym zostało podłączone - wydaje się, że ma przypisane to samo IP. Czy router zna adres MAC i przypisuje ten sam adres IP, czy dzieje się coś innego?

Adresy IPv4 są zwykle przypisywane za pomocą protokołu DHCP. Jak to się dzieje, zależy od konkretnego serwera DHCP działającego na routerze ...

• W przypadku DHCP adresy są dzierżawione przez określony czas, więc jeśli urządzenie uruchomi się ponownie i poprosi o adres przed wygaśnięciem starej dzierżawy, router zwykle podaje ten sam stary adres (na podstawie identyfikatora klienta DHCP lub adresu MAC).

• Niektóre serwery DHCP pamiętają, który adres został wydany nawet przez chwilę po wygaśnięciu dzierżawy, więc zawsze podają ten sam adres temu samemu urządzeniu.

• Jeśli urządzenie nie było wcześniej widoczne, zależy to od implementacji - zwykle nowy adres jest wybierany losowo, ale czasami sekwencyjnie, a czasem na podstawie pewnego rodzaju skrótu adresu MAC, aby router przynajmniej spróbował podać stary adres ponownie.

Na przykład, aby zacytować stronę podręcznika dhcpd.conf(5)serwera DHCP ISC dhcpd :

Serwer DHCP generuje listę dostępnych adresów IP z
tabela mieszania. Oznacza to, że adresy nie są sortowane w żadnej części
kolejność, więc nie można przewidzieć, w jakiej kolejności
serwer DHCP przydzieli adresy IP. Użytkownicy poprzednich wersji
serwera ISC DHCP mógł przyzwyczaić się do serwera DHCP
przydzielanie adresów IP w kolejności rosnącej, ale nie jest to już możliwe
sible i nie ma możliwości skonfigurowania tego zachowania w wersji 3
serwer ISC DHCP.

W przypadku IPv6 istnieje podobny protokół DHCPv6, do którego nadal stosuje się powyższa odpowiedź.

Jednak wiele sieci używa prostszego protokołu „bezstanowej autokonfiguracji”, w którym router rozgłasza tylko prefiks (inaczej adres sieciowy), a urządzenia przypisują własne adresy IP. Przypisanie odbywa się na dwa sposoby:

• W przypadku normalnej „bezstanowej autokonfiguracji” ( RFC 4862 ) część „hosta” adresów IP jest oparta na adresie sprzętowym urządzenia . W przypadku 48-bitowych adresów MAC drugi bit jest odwracany i ff:fewstawiany na środku (w celu uzupełnienia do 64 bitów)

  Na przykład prefiks 2001:470:1f0b:915::/64plus adres MAC oznacza adres 48:5d:60:e8:65:8fIP .2001:470:1f0b:915:4a5d:60ff:fee8:658f

• W „Rozszerzeniach prywatności” ( RFC 4941 ) część „host” jest wybierana losowo - a co 10 godzin jest dodawany nowy adres.

  Pamiętaj, że „rozszerzenia prywatności” są prawie zawsze używane jako dodatek do zwykłego „bezstanowego” adresu IP opartego na MAC.

Zasadniczo (w przypadku IPV4) używany system nazywa się „DHCP” i działa ogólnie w następujący sposób.

• Router obsługuje „serwer DHCP”, który ma tabelę z adresami IP, z których można korzystać.
• Każdy komputer wysyła żądanie DHCP, które jest w zasadzie pakietem (z jego adresem MAC) wysyłanym w sieci z pytaniem „Jaki adres IP mogę uzyskać?”
• Router sprawdza otrzymany pakiet i mówi, że jest to adres IP, brama, serwer DNS [i cokolwiek innego]
• Komputer sam się konfiguruje.

Adres MAC może być używany przez tabelę serwerów DHCP, aby upewnić się, że urządzenie otrzyma ten sam adres IP, jeśli jest dostępny za każdym razem.

Myślę, że ważne jest, aby zaznaczyć, że routery nie przypisują adresów IP : routeurs odbierają pakiet IP na interfejsie i wysyłają go prawie bez zmian na innym interfejsie (zmiany, o których myślę, to zmniejszenie TTL i aktualizacja sumy kontrolnej adresu IP pakiet; nawet zmiana adresu IP w pakiecie (NAT) jest poza zadaniem routera).

Urządzenia nazywane routerami domowymi to znacznie więcej niż routery, obejmują także niektóre z następujących funkcji / usług:

• Serwer DHCP (jest to usługa, która przypisuje adresy IP),
• Modem ADSL (do negocjacji połączenia z usługodawcą internetowym),
• Firewall (do filtrowania połączeń przychodzących i wychodzących),
• Wychodzące i wychodzące urządzenie NAT (w celu współdzielenia pojedynczego adresu IPv4 przydzielonego przez dostawcę usług internetowych dla wszystkich urządzeń w sieci domowej),
• Router,
• Przełącznik,
• Antena WiFi,
• Serwer internetowy,
• Konsola (internetowa, ssh lub telnet) do konfiguracji urządzenia,
• Inne ...

(Uwaga: zapory ogniowe zwykle wykonują NAT i routing przychodzący i wychodzący, nawet jeśli te 4 funkcje można wykonać za pomocą dedykowanych urządzeń.)

W dużych instalacjach korporacyjnych serwer DHCP jest często obsługiwany na dedykowanych serwerach Linux lub Windows (zwykle w klastrze), które nie mają nic wspólnego z routerami.