In che modo i router assegnano gli indirizzi IP?

In che modo un router assegna un indirizzo IP? È casuale o esiste un metodo prestabilito?

Sembra che lo stesso dispositivo, indipendentemente dal momento in cui è stato collegato, sembra ottenere lo stesso IP assegnato. Il router conosce l'indirizzo MAC e assegna lo stesso IP o c'è qualcos'altro in corso?

Gli indirizzi IPv4 vengono generalmente assegnati tramite il protocollo DHCP. Come ciò accade, dipende dal particolare server DHCP in esecuzione sul router ...

• Con DHCP, gli indirizzi vengono noleggiati per un certo periodo di tempo, quindi se un dispositivo si riavvia richiede un indirizzo prima della scadenza del vecchio contratto di locazione, il router di solito fornisce lo stesso indirizzo precedente (basato sull'ID client DHCP o sull'indirizzo MAC).

• Alcuni server DHCP ricordano quale indirizzo è stato emesso anche per un po 'dopo la scadenza del contratto di locazione, quindi danno sempre lo stesso indirizzo allo stesso dispositivo.

• Se il dispositivo non è stato visto in precedenza, dipende dall'implementazione: di solito il nuovo indirizzo viene scelto in modo casuale, ma a volte in modo sequenziale e talvolta basato su una sorta di hash sull'indirizzo MAC in modo che il router almeno provi a fornire il di nuovo vecchio indirizzo.

Ad esempio, per citare la pagina dhcpd.conf(5)di manuale del server DHCP ISC dhcpd :

Il server DHCP genera l'elenco di indirizzi IP disponibili da a
tabella hash. Ciò significa che gli indirizzi non sono ordinati in nessun
ordine tattico, e quindi non è possibile prevedere l'ordine in cui
il server DHCP assegnerà gli indirizzi IP. Utenti di versioni precedenti
del server DHCP ISC potrebbe essersi abituato al server DHCP
allocare gli indirizzi IP in ordine crescente, ma questo non è più pos
sible e non esiste alcun modo per configurare questo comportamento con la versione 3 di
il server DHCP ISC.

Per IPv6, esiste un protocollo simile DHCPv6, al quale si applica ancora la risposta sopra.

Tuttavia, molte reti utilizzano un protocollo di "autoconfigurazione stateless" più semplice in cui il router trasmette solo il prefisso (noto anche come indirizzo di rete) e i dispositivi assegnano i propri indirizzi IP. L'assegnazione viene eseguita in due modi:

• Con la normale "autoconfigurazione senza stato" ( RFC 4862 ), la parte "host" degli indirizzi IP si basa sull'indirizzo hardware del dispositivo . Per gli indirizzi MAC a 48 bit, il secondo bit viene capovolto e ff:feviene inserito al centro (per passare a 64 bit)

  Ad esempio, il prefisso 2001:470:1f0b:915::/64più l'indirizzo MAC 48:5d:60:e8:65:8fgenera l'indirizzo IP .2001:470:1f0b:915:4a5d:60ff:fee8:658f

• Con "Privacy Extensions" ( RFC 4941 ), la parte "host" viene scelta in modo casuale e viene aggiunto un nuovo indirizzo ogni 10 ore.

  Si noti che le "Estensioni della privacy" vengono quasi sempre utilizzate in aggiunta al normale indirizzo IP basato su MAC "stateless".

Generalmente (per IPV4), il sistema utilizzato è chiamato "DHCP" e funziona, in generale, come segue.

• Il router esegue un "Server DHCP", che ha una tabella con IP che può essere utilizzata.
• Ogni computer effettua una richiesta DHCP, che è fondamentalmente un pacchetto (con il suo indirizzo MAC) inviato sulla rete che dice "Quale IP posso avere?"
• Il router esamina il pacchetto ricevuto e dice che qui è il tuo indirizzo IP, gateway, server DNS [e qualsiasi altra cosa]
• Il computer quindi si configura da solo.

L'indirizzo MAC può essere utilizzato dalla tabella del server DHCP per assicurarsi che la macchina ottenga lo stesso indirizzo IP, se disponibile ogni volta.

Penso che sia importante sottolineare che i router non assegnano indirizzi IP : i routeur ricevono un pacchetto IP su un'interfaccia e lo inviano quasi invariato su un'altra interfaccia (le modifiche che riesco a pensare sono la riduzione del TTL e l'aggiornamento del checksum dell'IP pacchetto; anche la modifica dell'indirizzo IP nel pacchetto (NAT) va oltre il compito di un router).

I dispositivi chiamati router domestici sono molto più che semplici router e includono anche alcune delle seguenti funzionalità / servizi:

• Server DHCP (questo è il servizio che assegna gli indirizzi IP),
• Modem ADSL (per negoziare una connessione all'ISP),
• Firewall (per filtrare le connessioni in entrata e in uscita),
• Dispositivo NAT in entrata e in uscita (per condividere il singolo indirizzo IPv4 assegnato dall'ISP per tutti i dispositivi sulla rete domestica),
• Router,
• Interruttore,
• Antenna WiFi,
• Server web,
• Console (web, ssh o telnet) per configurare il dispositivo,
• Altri...

(Nota: i firewall in genere possono eseguire NAT e routing in entrata e in uscita, anche se queste 4 funzioni possono essere eseguite utilizzando dispositivi dedicati.)

Nella distribuzione Enterprise di grandi dimensioni, il server DHCP è spesso ospitato su server Linux o Windows dedicati (in genere un cluster) che non hanno nulla a che fare con i router.