Comment les routeurs attribuent-ils les adresses IP?

Comment un routeur attribue-t-il une adresse IP? Est-ce aléatoire ou existe-t-il une méthode définie?

Il semble que le même appareil - quelle que soit l'heure à laquelle il a été connecté - semble se voir attribuer la même IP. Le routeur connaît-il l'adresse MAC et attribue-t-il la même IP ou y a-t-il autre chose?

Les adresses IPv4 sont généralement attribuées à l'aide du protocole DHCP. La façon dont cela se produit dépend du serveur DHCP particulier exécuté sur le routeur ...

• Avec DHCP, les adresses sont louées pour une certaine période de temps, donc si un appareil redémarre demande une adresse avant l'expiration de l'ancien bail, le routeur donne généralement la même ancienne adresse (basée sur l'ID client DHCP ou sur l'adresse MAC).

• Certains serveurs DHCP se souviennent de l'adresse qui a été émise même pendant un certain temps après l'expiration du bail, ils donnent donc toujours la même adresse au même appareil.

• Si le périphérique n'a pas été vu précédemment, cela dépend de l'implémentation - généralement la nouvelle adresse est choisie au hasard, mais parfois de manière séquentielle, et parfois basée sur une sorte de hachage sur l'adresse MAC afin que le routeur essaie au moins de donner le ancienne adresse à nouveau.

Par exemple, pour citer la page dhcpd.conf(5)de manuel du serveur DHCP ISC dhcpd :

Le serveur DHCP génère la liste des adresses IP disponibles à partir d'un
table de hachage. Cela signifie que les adresses ne sont triées dans aucune partie
ordre particulier, et il n’est donc pas possible de prédire l’ordre dans lequel
le serveur DHCP alloue des adresses IP. Utilisateurs des versions précédentes
du serveur DHCP ISC s'est peut-être habitué au serveur DHCP
attribuer des adresses IP dans l'ordre croissant, mais ce n'est plus possible
et il n’existe aucun moyen de configurer ce comportement avec la version 3 de
le serveur DHCP ISC.

Pour IPv6, il existe un protocole similaire DHCPv6, auquel la réponse ci-dessus s'applique toujours.

Cependant, de nombreux réseaux utilisent un protocole "d'autoconfiguration sans état" plus simple dans lequel le routeur ne diffuse que le préfixe (alias adresse réseau) et les appareils attribuent leurs propres adresses IP. L'affectation se fait de deux manières:

• Avec la «configuration automatique sans état» normale ( RFC 4862 ), la partie «hôte» des adresses IP est basée sur l'adresse matérielle du périphérique . Pour les adresses MAC 48 bits, le deuxième bit est inversé et ff:feest inséré au milieu (pour remplir à 64 bits)

  Par exemple, le préfixe 2001:470:1f0b:915::/64plus l'adresse MAC 48:5d:60:e8:65:8fdonnent une adresse IP .2001:470:1f0b:915:4a5d:60ff:fee8:658f

• Avec «Privacy Extensions» ( RFC 4941 ), la partie «hôte» est choisie au hasard - et une nouvelle adresse est également ajoutée toutes les 10 heures.

  Notez que les "extensions de confidentialité" sont presque toujours utilisées en plus de l'adresse IP MAC "sans état" normale.

Généralement (pour IPV4), le système utilisé est appelé "DHCP" et fonctionne de manière générale comme suit.

• Le routeur exécute un "serveur DHCP", qui a une table avec des IP qui peuvent être utilisées.
• Chaque ordinateur fait une requête DHCP, qui est essentiellement un paquet (avec son adresse MAC) envoyé sur le réseau disant "Quelle IP puis-je avoir?"
• Le routeur regarde le paquet reçu et dit que voici votre adresse IP, passerelle, serveur DNS [et toute autre chose]
• L'ordinateur se configure ensuite.

L'adresse MAC peut être utilisée par la table du serveur DHCP pour s'assurer que la machine obtient la même adresse IP, si disponible à chaque fois.

Je pense qu'il est important de souligner que les routeurs n'attribuent pas d'adresses IP : les routeurs reçoivent un paquet IP sur une interface et l'envoient presque inchangé sur une autre interface (les changements auxquels je peux penser sont la diminution du TTL et la mise à jour de la somme de contrôle de l'IP paquet; même changer l'adresse IP dans le paquet (NAT) est au-delà de la tâche d'un routeur).

Les appareils appelés routeurs domestiques sont bien plus que des routeurs, ils incluent également certaines des fonctionnalités / services suivants:

• Serveur DHCP (c'est le service qui attribue les adresses IP),
• Modem ADSL (pour négocier une connexion au FAI),
• Pare-feu (pour filtrer les connexions entrantes et sortantes),
• Périphérique NAT entrant et sortant (pour partager l'adresse IPv4 unique allouée par le FAI pour tous les périphériques du réseau domestique),
• Routeur,
• Commutateur,
• Antenne WiFi,
• Serveur Web,
• Console (web, ssh ou telnet) pour configurer l'appareil,
• Autres...

(Remarque: les pare-feu peuvent généralement effectuer le NAT et le routage entrants et sortants, même si ces 4 fonctions peuvent être effectuées à l'aide de périphériques dédiés.)

Dans les grands déploiements d'entreprise, le serveur DHCP est souvent hébergé sur des serveurs Linux ou Windows dédiés (généralement un cluster) qui n'ont rien à voir avec les routeurs.