Revision as of 15:09, 9 June 2015

MOOC:Compagnon_Act33_Livre

La configuration automatique centralisée par DHCPv6

Introduction

L'autoconfiguration avec état vise à réduire les efforts de configuration des machines IPv6, tout comme l'autoconfiguration sans état d'ailleurs. A la différence de l'autoconfiguration sans état, elle offre une information de configuration plus riche et un meilleur contrôle de l'affectation des paramètres de configuration.

Les deux techniques d'autoconfiguration ne sont pas exclusives et peuvent coexister dans un même environnement.

Une machine peut, par exemple, obtenir son adresse unicast globale par autoconfiguration sans état et obtenir les informations relatives au service de noms (DNS) par l'autoconfiguration avec état.

Tout le mécanisme d'autoconfiguration avec état est bâti sur le modèle du client-serveur. Il repose sur l'utilisation du protocole DHCPv6 (Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6)

Principe

Le principe du protocole DHCPv6 est défini dans le RFC 3315. Ce document spécifie l'architecture de communication, les principes de fonctionnement de chaque entité et les formats des messages.

La mise au point de ce standard a cependant été l'objet de nombreux débats, DHCP étant un élément important du fonctionnement d'un réseau. En conséquence, la parution tardive d'un standard finalisé a entraîné une adoption lente, du support et du déploiement de ce mécanisme.

Architecture du protocole

Conformément au modèle client-serveur, les échanges DHCPv6 se composent de requêtes et de réponses. Ces échanges utilisent une pile de communication UDP/IPv6/ réseau physique. Ils font intervenir quatre types d'entités : les client, les serveurs, les relais et les interrogateurs (requestor). Nous les présentons successivement.

Principe de fonctionnement client-serveur

Un client DHCPv6 initie souvent une transaction en émettant une requête DHCPv6. Le client assure la fiabilité de la transaction en répètant sa requête DHCPv6 jusqu'à recevoir une réponse ou être sûr que le serveur DHCP est indisponible. Dans ce cas, il peut éventuellement décider de solliciter d'autres serveurs, s'il en existe ou abandonner sa tentative de configuration.

Le serveur DHCPv6 répond au client en lui fournissant les paramètres de configuration du réseau demandés.

Pile de communication utilisée par DHCPv6

DHCPv6 est un protocole d'application. Il utilise le protocole de transport UDP.

Un client DHCPv6 envoie les requêtes depuis le port 546. Il les envoie vers le port 547 du serveur.

Le serveur DHCPv6 envoie ses réponses depuis son port 547. Il les envoie vers le port 546 du client.

Les messages UDP sont encapsulés dans des datagrammes IPv6.

En fonction des indications du serveur DHCPv6, les communications peuvent, au niveau IPv6, se faire en point à point ou en diffusion sélective (multicast) pour la découverte des serveurs DHCPv6 d'un site.

IPv6 s'appuie ensuite sur les fonctions de diffusion, générale ou sélective, du réseau physique sous-jecent pour assurer le transport effectif des messages vers leur destination. Lorsque le réseau n'est pas diffusant, on peut, par exemple, utiliser un serveur de diffusion.

Présentation des entités du protocole DHCPV6

Le client DHCPv6 est une machine candidate à une connectivité globale IPv6. Il demande des informations de configuration du réseau à un serveur DHCPv6 pour activer cette connectivité. Il doit maintenir une connectivité directe , soit avec un relais DHCPv6, soit avec le serveur DHCPv6 (c'est-à-dire être sur le même lien). Un client ignore l'existence des relais DHCPv6. Il a l'impression de communiquer directement avec le serveur DHCPv6.

Le serveur DHCPv6 centralise les paramètres de configuration des équipements du réseau. Il peut ou non se trouver sur le même lien qu'un client DHCPv6. Il gère la configuration de clients situés sur le même lien ou sur des liens différents. Lorsqu'il ne se trouve pas sur le même lien que son client, les échanges DHCP transitent par un relais DHCPv6.

Les relais DHCPv6 sont des équipements éventuellement reliés à plusieurs liens. Ils interceptent le trafic des clients DHCPv6 pour l'acheminer vers les serveurs DHCPv6, lorsque ces derniers ne se trouvent pas sur le lien du client. Leur action est transparente pour les clients.

Notez que le relais ne modifie jamais les messages du client. Il se contente de les encapsuler dans une option de message de relais.

Les interrogateurs (requestors) sont des entités spécifiques à destination des administrateurs. Ils interrogent un serveur DHCPV6 pour obtenir des informations relatives aux clients.

Un administrateur peut, par exemple, interroger un serveur DHCPv6 pour obtenir des informations relatives aux baux d’un client ou à la machine qui utilise une adresse à un instant donné ou encore pour connaître les adresses allouées à un client donné. Nous ne détaillerons pas ici leur utilisation.

Gestion centralisée des ressources allouées

Dans la configuration DHCPv6 sans état (stateless), le client a configuré ses adresses IPv6, soit de façon manuelle (fichier interface, intervention de l’administrateur, soit à partir d’informations extraites d’annonces de routeurs (autoconfiguration sans état). Le client a besoin pour se configurer d'informations telle que l'adresse IPv6 du serveur DNS. Ces informations transmises par DHCPv6 sont statiques. Elles et ne nécessitent donc pas de conserver un état dans le serveur.

Dans la configuration avec états (stateful), le serveur DHCPv6 alloue une ou plusieurs adresses IPv6 au client. Ces adresses font l’objet d’un contrat de location temporaire. Le serveur enregistre ce contrat de location dans un registre spécial : le fichier des baux (de location) (lease file). Pour cette raison, ce type de configuration est dit avec états.

De plus, lorsqu'un serveur redémarre, il relit son fichier de baux. Il peut alors reprendre son activité là où il l'avait laissée.

Fonctions des Messages

Cette partie présente les messages du protocole DHCPv6. Le protocole distingue deux types de messages : d’une part les messages échangés entre client et serveur, et d’autre part les messages échanges entre serveur et relais. Nous les présentons successivement dans cet ordre. En général les messages échangés transportent des identificateurs de transaction et des associations d'identité.

Les identificateurs de transactions permettent d'associer les réponses aux demandes correspondantes. ils changent pour chaque transaction et son globalement uniques.

Les associations d'identité permettent aux serveur et aux clients de s'identifier mutuellement et également d'identifier les interfaces de réseau concernées par les paramètres de configuration du réseau demandés (client) ou fournis (serveur).

Les associations sont également transmises dans des options du protocole DHCPv6.

Messages échangés entre client et serveur

SOLICIT / ADVERTISE Un client utilise le message SOLICIT (champ type 1) pour Localiser les serveurs configurés pour demander des adresses et/ou des paramètres de configuration.

Un serveur configuré pour fournir des adresses ou des paramètres de configuration aux clients annonce sa disponibilité au client DHCPv6 à l'aide d'un message ADVERTISE (champ type 2).

Messages de demande d'information de configuration

REQUEST / REPLY

Un client utilise le message REQUEST (champ type 3) pour demander des adresses et/ou des paramètres de configuration au serveur DHCPv6 choisi. Une option options demandées contient la liste des paramètres de configuration demandés.

Un serveur utilise le message REPLY (champ type 7) pour répondre à un message SOLICIT, REQUEST, RENEW, REBIND reçu d’un client DCHPv6.

Messages de gestion des ressources allouées

CONFIRM / RENEW / REBIND / RELEASE / DECLINE / RECONFIGURE / INFORMATION REQUEST

Un client utilise le message CONFIRM (champ type 4) pour indiquer au serveur qui lui a alloué adresses et paramètres de configuration que ces paramètres sont adaptés au lien auquel le client est raccordé.

Un client utilise le message RENEW (champ type 5) pour prolonger le bail de location des adresses et actualiser des paramètres de configuration auprès du serveur qui les a alloués. Le client utilise ce message à la demande explicite du serveur.

Un client utilise le message REBIND (champ type 6) pour prolonger le bail de location des adresses et actualiser des paramètres de configuration auprès de tout serveur DHCPV6, si le serveur DHCPv6 auquel il s'est adressé ne répond pas à son message RENEW.

Un serveur utilise le message REPLY (champ type 7) pour répondre à un message SOLICIT, REQUEST, RENEW ou REBIND reçu d’un client.

Un client utilise le message RELEASE (champ type 8) pour indiquer au serveur DHCPv6 qu'il n’utilise plus (libère) des adresses IPv6.

Un client utilise le message DECLINE (champ type 9) pour signaler au serveur qu’une ou des adresses allouées par le serveur sont déjà utilisées sur le lien du client.

Un serveur utilise le message RECONFIGURE (champ type 10) pour signaler au client que le serveur a de nouveaux paramètres de configuration du réseau ou les a actualisés. ce message précise en particulier si le client doit utiliser le message RENEW ou REBIND.

Un client utilise le message INFORMATION-REQUEST (champ type 11) pour demander au serveur des paramètres de configuration du réseau, sans demander d’adresse.

Messages échangés entre relais et serveur

RELAY-FORW / RELAY-REPL Un relais DHCPv6 utilise le message RELAY-FORW (champ type 12) pour relayer des messages vers un serveur DHCPv6. Le message du client DHCPv6 est, sans être modifié, relayé sous la forme d’une option de ce message).

Un serveur DHCPv6 utilise le message RELAY-REPL (champ type 13) pour envoyer un message à un client, via un relais.

Le relais extrait le message destiné au client contenu dans une option de ce message pour le lui remettre. Ici encore le message du client reste inchangé.

Pour en savoir plus : extension du protocole DHCPv6 [RFC 5007]

Notez qu'un mécanisme d'option de relais spécifique permet qu'un relais DHCPv6 communique des paramètres de configuration susceptibles d'intéresser un client DHCPv6 et dont il a la connaissance au serveur DHCPv6.

Le serveur DHCPv6 peut ensuite décider ou non, en fonction de la politique de l'administrateur du réseau, de communiquer au client tout ou partie des es paramètres de configuration du réseau issus du relais.

Format des messages DHCPV6

L'ensemble des éléments du protocole DHCPv6 est décrit dans le document (RFC 3315). A l'instar de nombreux protocoles de l'Internet, le protocole d'échange d'informations est découplé de l'information elle-même. La nature des informations échangées peut changer et évoluer rapidement sans impacter les mécanismes de cet échange. Cette séparation assure la stabilité et l'extensibilité du protocole.

La structure des unités de données du protocole reprend ce découpage : un en-tête de taille fixe pour les informations du protocole lui-même et une charge utile transportées dans des champs d'option pour les informations applicatives. Pour étendre le protocole, il suffit de définir de nouvelles options et de concevoir leur traitement, en émission et en réception.

• • • • Insérer ici la structure générale des messages DHCPv6 ****

Dans la terminologie DHCPv6, le terme message désigne une unité de protocole DHCPv6. Chaque message type de message DHCPv6 (client-serveur ou relais-serveur) a un format d'en-tête identique. De ce point de vue, DHCP reprend les principes de simplification du processus de développement du protocole qui ont guidé la conception du format du segment TCP : un seul format pour l'ensemble des fonctions de TCP. <poem>

0                   1                   2                   3   
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|    Type-msg   |               Id-transaction                  |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                                                               |
.                    Liste d’options                            .
.                           (variable)                          .
|                                                               |
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<poem> La structure générale des messages échangés entre client et serveur DHCPv6 est la suivante : : un champ type, un champ identificateur de transaction, id-transaction, et une liste variable d’options.

Le champ type identifie la nature du message DHCPv6. Il est codé sur un octet. L'identificateur de transaction identifie un échange (question-réponse). Il change pour chaque échange et est globalement unique. Il est codé sur octets. Les options de la liste transportent, soit les adresses IPv6, soit les paramètres de configuration du réseau (hors adresse IPv6).

La partie liste d'options est de taille variable. Elle correspond à une succession d'options rangées séquentiellement, les unes derrière les autres, et uniquement alignées sur des frontières d'octets. Il n'y a pas de bourrage entre deux options consécutives.

Les options de la liste transportent les différentes informations de configuration du réseau des messages de DHCPV6 ou nécessaires à son fonctionnement. pour en savoir plus sur les options, reportez-vous au chapitre sur les options.

Structure des messages échangés entre relais et serveur DHCPv6

La structure des messages échangés entre relais et serveur est la suivante :

      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
     |    Type-msg   |   hop-count   |                               |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
     |                                                               |
     |                         link-address                          |
     |                                                               |
     |                               +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-|
     |                               |                               |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
     |                                                               |
     |                         peer-address                          |
     |                                                               |
     |                               +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-|
     |                               |                               |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
     .                                                               .
     .            Options (variable number and length)   ....        .
     |                                                               |
     +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 

Les messages utilisés pour la communication serveur - relais sont différents des messages utilisés pour la communication client -serveur. Un message de relais contient l'information de remise du message DHCPv6 du serveur au client. Le préfixe du lien (link-address) indique l'interface du relais par laquelle le message DHCP a été reçu ou par laquelle il doit être envoyé. L'adresse du pair(peer-address) identifie le lien auquel le client à configurer est raccordé. Le message DHCP du client DHCPv6 ou la réponse du serveur sont encapsulés dans le message de relais dans une option de message de relais.

Contenu des messages échangés entre serveur et relais DHCPV6

La structure générale des messages échangés entre relais et serveur est la suivante : un champ type, un nombre de sauts (hop-count), une adresse de lien, une adresse de pair et une liste d’options fournies par le relais. une des option contient le message du client DHCPv6 ou la réponse su serveur DHCPv6.

Types de valeurs

Le RFC 5007 définit 2 types de valeurs qui peuvent être transportée dans ces messages.

Identifiant DUID

Afin de connaître l'état des ressources gérées (représentées par les paramètres de configuration), le serveur DHCP maintient une liste d'associations entre le paramètre attribué et le client. Comme l'adresse unicast du client est une ressource dépendant du serveur, celle-ci n'est pas utilisable par le serveur DHCP pour identifier un client. Le serveur identifie donc le client par un identifiant unique à usage exclusif de DHCP : le DUID (DHCP Unique IDentifier). Les clients utilisent eux les DUID pour identifier les serveurs quand et là où ils en ont besoin. Le contenu des DUID n’est pas interprété, mais uniquement comparé pour vérifier l'identité du correspondant. Le DUID concerne la station et non une de ces interfaces.

Cet identifiant est généré par la station et ne doit plus en changer dans le temps. Les DUID sont codés sur deux octets et ont une longueur inférieure à 128 octets (hors champ type). Ils peuvent être généré selon 3 méthodes :

• 1 : Link-layer address plus time
• 2 : Vendor-assigned unique ID based on Enterprise Number
• 3 : Link-layer address

Association d'identités

Une association d’identités permet qu’un serveur ou un client identifie, groupe ou gère un ensemble d’adresses associées. Chaque association se compose d’un identificateur d’association et des informations de configuration associées. Un client associe au moins une association d’identité à chacune de ses interfaces de réseau pour laquelle il requiert une adresse IPv6.

Les affectations d'adresses à un client sont gérées par le serveur avec une notion de container appelé IA (Identity Association). Une IA est définie comme une liste (pouvant être vide) d'adresses IPv6. L'idée est que chaque client a une IA par interface et que cette IA reste affectée en permanence à l'interface. Ainsi, par ce container, la gestion de la durée de vie des adresses ou la renumérotation du client s'effectue par le serveur. Cette notion simplifie le format des messages et le contrôle des adresses.

Options

Chaque option est identifiée dans le paquet par un champ type d'option. Il permet l'interprétation des données transportées. Certaines options peuvent en contenir d'autres ouêtre structurée en plusieurs champs (voir Annexe 1). Chaque option est codée en format TLV : Type, Longueur, Valeur, à savoir le type de l'option, la longueur en octet du champ valeur de l'option qui suit et le champ valeur du paramètre de configuration.

Le champ type de l'option est toujours codé sur 2 octets. Le champ longueur est codé sur 2 octets. Il est toujours présent, même en l'absence de valeur ou pour une information de longueur fixe. Il exclut le champ type de l'option. La longueur totale en octet d'une option est donc 4 + longueur de la valeur du paramètre (en octet).

Scénario d'attribution d'adresse sans relai

Scénario d'attribution d'adresse avec relai

Scénario de délégation de préfixe

Scénario de renumérotation

Conclusion

Annexe : Détail des options