O que é DHCP e como este protocolo funciona?

O que é DHCP?

DHCP é a sigla para Dynamic Host Configuration Protocol (protocolo de configuração de host dinâmico). O DHCP é um protocolo de gerenciamento de rede que foi transformado em padrão em outubro de 1993 e que realiza a atribuição automática de endereços de IP e outros parâmetros de comunicação para dispositivos conectados às redes.

Por exemplo: os roteadores geralmente funcionam como servidores DHCP na maioria das redes domésticas. O roteador da sua casa faz a atribuição de endereços de IP para os dispositivos conectados na sua rede. A implementação deste protocolo agiliza vários processos de conectividade e evita erros humanos que podem prejudicar a conexão com a internet.

Além de fazer a atribuição de endereços de IP, o protocolo DHCP também fornece outras informações relacionadas, como máscaras de subnet e gateways padrões. Se o DHCP não existisse, os endereços teriam que ser informados manualmente, o que seria menos eficiente, levaria mais tempo e poderia gerar mais erros.

Por qual motivo o DHCP é tão importante?

O significado do DHCP já dá uma boa dica dos motivos de este protocolo ser fundamental. Ele realiza uma atribuição dinâmica de protocolos de IP (ou endereços IP) e permite a comunicação entre clientes e servidores ao fornecer estas atribuições, além das máscaras de sub-rede e do gateway padrão usado na sua conexão.

Imagine ter que fazer a atribuição manual de endereços de IP para o seu notebook, tablet, seu computador e todos os smartphones da sua casa. Além de demorar, poderia haver uma série de erros de configuração causados por erros de digitação, conflitos de endereço e outros problemas de atribuição e conectividade.

Com o protocolo DHCP, todos estes processos ficam muito mais rápidos e fáceis, já que tudo é feito de forma automática.

Componentes do protocol DHCP

Um sistema DHCP funcional só precisa de dois tipos de componentes: servidor e cliente. Os clientes DHCT são os dispositivos conectados ao servidor. O servidor DHCP fazem a alocação de endereços de IP de acordo com cada dispositivo.

Funcionalidades de rede DHCP

Os servidores DHCP fornecem parâmetros (que também são chamados de opções DHCP). Eles descrevem vários valores dos endereços de IP como, por exemplo, o prazo dentro do qual eles podem ser utilizados. As opções DHCP geralmente definem elementos como:

Gateway padrão

Um gateway padrão faz o roteamento dos dados entre a rede local e a internet como um todo.

Máscara de sub-rede

A máscara de sub-rede faz a separação entre endereços de host e endereços de rede dentro de um mesmo endereço IP.

Servidor DNS

Um servidor DNS traduz os nomes dos endereços de IP em números mais fáceis de ler e lembrar.

Quais as principais vantagens do protocolo DHCP?

O protocolo de Dynamic Host Configuration Protocol oferece diversas vantagens e benefícios, mas alguns merecem destaque especial:

Configuração de endereço IP confiável

O DHCP ajuda a evitar conflitos entre dois usuários com o mesmo endereço IP. Estes conflitos de atribuição de IP podem até mesmo impedir a conexão com a internet (como no famoso erro Ethernet não tem uma configuração IP válida). O DHCP soluciona estes conflitos de forma automática ao remover a possibilidade de erro humano.

Maior mobilidade

O protocolo DHCP também garante maior mobilidade ao possibilitar que os usuários possam usar dispositivos móveis em qualquer lugar dentro do raio de alcance da rede, sem exigir uma conexão por cabo diretamente com o roteador.

Os recursos e funcionalidades de Wi-Fi contam em grande parte com o protocolo DHCP, que facilita a conectividade e permite maior dinamismo para o gerenciamento dos dispositivos conectados à rede.

Administração de rede mais eficiente

Outro benefício do DHCP é a centralização de todas as configurações de IP, além de fazer com que servidores separados para a atribuição de endereços de protocolo de internet sejam totalmente dispensáveis.

Neste aspecto, o DHCP também funciona na otimização de recursos ao exigir menos equipamentos para realizar estes processos.

Flexibilidade para os esquemas de IP

Além dos pontos mencionados anteriormente, o DHCP facilita a alteração de esquemas de endereço de IP sem causar problemas e inconvenientes para os usuários, o que permite uma conexão mais fluída e estável.

Atualizações mais dinâmicas

O DHCP também garante mais dinamismo ao gerenciar automaticamente as alterações nas atribuições de endereços IP aos diferentes dispositivos conectados na rede, o que ajuda principalmente os clientes que precisam de atualizações frequentes (como usuários de dispositivos móveis).

Quais as desvantagens do protocolo DHCP?

Os protocolos DHCP também têm seus pontos fracos, e os principais contras de usá-los são estes:

Falhas no DHCP podem causar transtornos imensos

Se um único servidor DHCP estiver em uso e for desabilitado, os clientes de toda uma rede podem não conseguir designações dinâmicas de IP para seus dispositivos, além de enfrentar possíveis problemas de conectividade.

As informações incorretas precisam ser configuradas manualmente

Outro ponto negativo é que, se um servidor DHCP entregar uma informação incorreta para os clientes conectados, então todas as informações de cada dispositivo vão precisar ser corrigidas individualmente para desfazer o erro.

Como o DHCP funciona?

De modo simples, o DHCP funciona da seguinte forma: quando um dispositivo se conecta a uma rede, ele solicita um endereço de IP para permitir sua identificação e a conexão à rede. Então, a solicitação é recebida pelo servidor DHCP.

Depois, o servidor DHCP atribui um endereço IP para o dispositivo, realiza o monitoramento do uso do endereço atribuído e o recebe novamente quando o dispositivo é desconectado.

O mesmo endereço de IP pode ser designado para outro dispositivo e um dispositivo pode usar o mesmo endereço para se comunicar com redes internas e públicas.

Principais funções do DHCP

As principais funções do protocolo DHCP podem ser resumidas da seguinte forma:

• Atribuição de endereços IP: o DHCP realiza a atribuição automática de protocolos de internet para os dispositivos conectados à rede.
• Configuração de máscaras de sub-rede: o DHCP também faz a atribuição de máscaras de sub-rede (também chamadas de netmasks), que são números de 32 bits usados nos endereços IP para fazer a separação entre rede pública, hosts e sub-redes, o que garante tráfego reduzido e melhora o desempenho da rede.
• Configuração do gateway padrão: o gateway padrão serve para traduzir protocolos e decodificar informações, fazer o controle e gestão do tráfego de dados na rede e garantir mais camadas de segurança para os dispositivos conectados e para a própria rede.
• Configuração do servidor DNS: o DNS, sigla para Domain Name System (sistema de nomes de domínio) realiza a associação das informações atribuídas aos nomes de domínio e os participantes da rede, associando estes dados aos endereços de IP que são fundamentais para identificar os dispositivos na rede.
• Gerenciamento dos dispositivos conectados à rede: o DHCP também faz o controle e o gerenciamento dos dispositivos que se conectam à rede.

Além disto, o DHCP com RFC 8415 também permite a inclusão de dispositivos inteligentes (como eletrodomésticos e eletroeletrônicos diversos que usam conectividade com a internet), o que permite a expansão da Internet das Coisas (a IoT), além de garantir aos usuários o gerenciamento dos sistemas automatizados.

Modos operacionais do DHCP

O protocolo DHCP tem três métodos operacionais para realizar a locação de endereços de IP:

• Alocação dinâmica: a alocação dinâmica acontece quando o(a) administrador(a) reserva um endereço IP para o protocolo DHCP. Depois, cada cliente DHCP na rede local faz a solicitação de um IP ao servidor DHCP durante a fase de inicialização da rede. Todo o processo acontece durante o prazo de tempo que permite ao servidor DHCP solicitar e realocar os endereços de IP que não estiverem em uso.
• Alocação automática: um servidor DHCP aloca de forma permanente os endereços de IP aos clientes com algumas regras definidas pelo(a) administrador(a) da rede. Este método difere da alocação dinâmica porque um servidor DHCP possui os dados das alocações de IP anteriores, além de poder redesignar o mesmo IP para o mesmo cliente.
• Alocação manual: neste caso, um(a) administrador(a) pode designar de forma manual um identificador único para cada cliente para um endereço de IP dedicado. O servidor DHCP geralmente é configurado para mudar para outro método caso haja algum erro com a alocação manual.

O que é DHCP snooping?

DHCP snooping (ou espionagem DHCP) é um termo usado para designar várias técnicas usadas para melhorar a segurança das redes.

O principal objetivo do DHCP snooping é impedir que conexões maliciosas ataquem a rede dos usuários (além de gerar ameaças como ataques de man-in-the-middle), fazendo a interceptação e/ou alteração das mensagens enviadas entre clientes de rede e servidores DHCP.

De forma resumida, o DHCP snooping garante a integridade de todos os usuários conectados à rede e evita conexões indesejáveis ou potencialmente perigosas.

O que é o DHCP relay?

Um DHCP relay (ou retransmissão DHCP) é um agente que serve como host e faz a atribuição de pacotes DHCPT entre os clientes e os servidores que não estiverem inclusos dentro de uma mesma subnet física.

Como configurar o DHCP?

Configurar o DHCP é um processo dividido em duas etapas: a configuração do cliente e a resposta do DHCP.

A primeira parte, que é a configuração do cliente, pode ser feita com qualquer tipo de dispositivo com conectividade com a internet (um computador, uma impressora, um notebook ou um smartphone, por exemplo). O dispositivo faz a tentativa de conexão com uma rede e é aí que ocorre o envio de uma mensagem de solicitação para o servidor DHCP responsável pela atribuição na rede em questão.

A solicitação precisa informar as configurações de rede do servidor, que são estas:

• Endereço de IP;
• Informações do gateway;
• Informações de DNS.

Em seguida, na segunda etapa da configuração, o servidor DHCP envia a resposta para a solicitação do cliente ao enviar um pacote com as informações solicitadas (IP, gateway, DNS e outras, dependendo das configurações da rede).

Depois, o dispositivo vai conseguir fazer a conexão junto à rede com o endereço IP atribuído pelo DHCP.

Caso você visualize uma mensagem de erro, verifique as configurações da sua conexão e como fazer alterações de DHCP caso seja necessário.

DHCP e IP estático: quais são as diferenças?

Os endereços de IP estáticos são endereços de IP fornecidos pelos provedores de internet e, como o nome diz, não mudam. Os endereços de IP dinâmicos, por outro lado, são atribuídos de forma contínua sempre que seus dispositivos se conectam à internet, e isto é viabilizado através do protocolo DHCP.

Dispositivos com endereços de IP estáticos permanecem com o mesmo endereço IP. Administradores de redes precisam registrar todos os endereços de IP estáticos para garantir que eles não sejam reutilizados.

Os servidores DHCP dispensam esta alocação manual de endereços de IP, o que poupa muito tempo dos administradores de rede. Além disto, configurar endereços de IP estáticos é um processo mais caro do que utilizar um servidor DHCP.

Mas é importante não cair no erro de achar que endereços de IP estáticos são inferiores aos endereços dinâmicos. Cada um deles tem uma função diferente, e os endereços estáticos também são muito importantes.

A maioria dos serviços de VPN usa endereços de IP estáticos porque é mais fácil realizar a conexão a um serviço online quando o endereço de IP não sofre alterações. Endereços de IP estáticos são, geralmente, reservados para configurar servidores VPN, servidores web ou servidores domésticos, ou permitir que as pessoas consigam acessar dispositivos conectados à rede doméstica de forma remota.

Os endereços de IP estáticos exigem que os roteadores memorizem que o servidor está incluso na rede. Se o endereço de IP mudar de forma dinâmica, ele adiciona mais trabalho para quem administra a rede. É justamente por isto que, quando se trata de alocar endereços de IP para muitos dispositivos, um servidor DHCP é a melhor opção.

Controlando os tempos de concessão de DHCP

Os tempos de concessão do DHCP se referem ao prazo de tempo no qual um dispositivo fica com um endereço IP que foi atribuído pelo servidor DHCP. Este tempo, em geral, é de 24 horas. Mas dá para configurar este prazo para períodos mais curtos ou mais longos.

O problema de conceder tempos muito curtos é que isto pode gerar interrupções na rede e prejudicar a conectividade dos dispositivos.

Usar o protocolo DHCP é seguro? Como utilizá-lo de forma segura?

De forma geral, o protocolo DHCP ajuda a dinamizar o gerenciamento da rede. Mas, em termos de segurança, ele deixa bastante a desejar. O principal problema é que o DHCP não realiza nenhum processo de autenticação, o que faz com que ele seja bastante vulnerável a ciberataques.

Além disto, os clientes também não conseguem validar a identidade de um servidor DHCP, e servidores DHCP obscuros (chamados de rogue DHCP, ou DHCP fantasma) podem ser usados para impedir que um cliente legítimo obtenha acesso a uma rede, além de realizar redirecionamento de tráfego de rede.

Entre as vulnerabilidades e ameaças que podem ser executadas contra o DHCP, estas são as principais:

• Servidores DHCP não autorizados: servidores DHCP não autorizados podem fornecer informações falsas aos clientes, deixando-os mais vulneráveis, além de criar problemas e transtornos com relação à conectividade e desempenho da rede.
• Clientes não autorizados: clientes não autorizados podem interceptar os servidores DHCP e obter acesso aos recursos da rede.
• Clientes maliciosos: clientes maliciosos podem causar o esgotamento dos recursos de DHCP da sua rede.

Todos estes problemas podem resultar em ataques DDoS e man-in-the-middle. Entretanto, administradores podem reduzir estes riscos ao usar a opção de informações do agente de retransmissão ao marcar as mensagens DHCP assim que elas chegarem.

O principal ponto é garantir elementos adicionais para incrementar a segurança da sua rede e não depender exclusivamente do protocolo DHCP. Um serviço VPN robusto, por exemplo, garante criptografia de ponta para a sua conexão, tornando-a menos suscetível aos problemas mencionados. A NordVPN conta com a funcionalidade de Proteção Contra Ameaças Pro, que ajuda a identificar e bloquear conteúdo malicioso.