Como os roteadores atribuem endereços IP?

Question

Como um roteador atribui um endereço IP? Isso é aleatório ou existe um método definido?

Parece que o mesmo dispositivo - independentemente da hora em que foi conectado - parece receber o mesmo IP atribuído. O roteador conhece o endereço MAC e atribui o mesmo IP ou há algo mais acontecendo?

    

Answer 1

Os endereços IPv4 geralmente são atribuídos usando o protocolo DHCP. Como isso acontece, depende do servidor DHCP específico em execução no roteador ...

• Com o DHCP, os endereços são concedidos por um determinado período de tempo, portanto, se um dispositivo reinicializar solicitar um endereço antes da expiração da concessão, o roteador geralmente fornecerá o mesmo endereço antigo (com base no ID do cliente DHCP ou no Endereço MAC).

• Alguns servidores DHCP lembram-se de qual endereço foi emitido, mesmo que por algum tempo, após a expiração da concessão, para que eles sempre forneçam o mesmo endereço para o mesmo dispositivo.

• Se o dispositivo não foi visto anteriormente, isso depende da implementação - geralmente o novo endereço é escolhido aleatoriamente, mas às vezes sequencialmente, e às vezes baseado em algum tipo de hash no endereço MAC para que o roteador pelo menos tenta dar o endereço antigo novamente.

Por exemplo, para citar a página de manual dhcpd.conf(5) do servidor DHCP do ISC dhcpd :

The  DHCP  server  generates  the list of available IP addresses from a
hash table.  This means that the addresses are not sorted in  any  par‐
ticular  order, and so it is not possible to predict the order in which
the DHCP server will allocate IP addresses.  Users of previous versions
of  the  ISC  DHCP server may have become accustomed to the DHCP server
allocating IP addresses in ascending order, but this is no longer  pos‐
sible, and there is no way to configure this behavior with version 3 of
the ISC DHCP server.

Para o IPv6, existe um protocolo semelhante DHCPv6, ao qual a resposta acima ainda se aplica.

No entanto, muitas redes usam um protocolo de "autoconfiguração sem estado" mais simples, no qual o roteador apenas transmite o prefixo (também conhecido como endereço de rede), e os dispositivos atribuem seus próprios endereços IP. A atribuição é feita de duas maneiras:

• Com a "Autoconfiguração sem estado" normal ( RFC 4862 ), a parte 'host' dos endereços IP é com base no endereço de hardware do dispositivo . Para endereços MAC de 48 bits, o segundo bit é invertido e ff:fe é inserido no meio (para o preenchimento de 64 bits)

  Por exemplo, o prefixo 2001:470:1f0b:915::/64 mais o endereço MAC 48:5d:60:e8:65:8f resulta no endereço IP 2001:470:1f0b:915:4a5d:60ff:fee8:658f .

• Com "Extensões de privacidade" ( RFC 4941 ), a parte 'host' é escolhida aleatoriamente - e um novo endereço é adicionado a cada 10 horas também.

  Observe que "Extensões de privacidade" quase sempre são usadas além de o endereço IP baseado em MAC "sem estado" normal.

Answer 2

Geralmente (para IPV4), o sistema usado é chamado de "DHCP" e funciona, em geral, da seguinte forma.

• O roteador executa um "Servidor DHCP", que tem uma tabela com IPs que podem ser usados.
• Cada computador faz uma solicitação DHCP, que é basicamente um pacote (com seu endereço MAC) enviado na rede dizendo "Qual IP posso ter?"
• O roteador analisa o pacote recebido e diz aqui é o seu endereço IP, gateway, Servidor DNS [e qualquer outra coisa]
• O computador então se configura.

O endereço MAC pode ser usado pela tabela do servidor DHCP para garantir que a máquina obtenha o mesmo endereço IP, se disponível a cada vez.

    

Answer 3

Eu acho importante ressaltar que os roteadores não atribuem endereços IP : os roteadores recebem um pacote IP em uma interface e o enviam praticamente inalterado em outra interface (as alterações que consigo imaginar são diminuindo o TTL e atualizando a soma de verificação do pacote IP, mesmo mudando o endereço IP no pacote (NAT) está além da tarefa de um roteador).

Os dispositivos que são chamados roteadores domésticos são muito mais do que roteadores, eles também incluem algumas das seguintes funcionalidades / serviços:

• Servidor DHCP (este é o serviço que atribui endereços IP),
• Modem ADSL (para negociar uma conexão com o ISP),
• Firewall (para filtrar conexões de entrada e saída),
• Dispositivo NAT de entrada e saída (para compartilhar o único endereço IPv4 alocado pelo provedor para todos os dispositivos da rede doméstica),
• Roteador,
• Alternar,
• Antena WiFi,
• Servidor da Web,
• Console (web, ssh ou telnet) para configurar o dispositivo,
• Outros ...

(Nota: os firewalls normalmente podem fazer NAT e roteamento de entrada e saída, mesmo que essas 4 funções possam ser feitas usando dispositivos dedicados).

Na grande implantação corporativa, o servidor DHCP é frequentemente hospedado em servidores Linux ou Windows dedicados (geralmente um cluster) que não tem nada a ver com roteadores.