Wireshark分析DHCP
原文地址：http://blog.csdn.net/qq_24421591/article/details/50936469
一、动态主机配置协议DHCP
1,DHCP简介
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol),动态主机配置协议，是一个应用层协议。当我们将客户主机ip地址设置为动态获取方式时，DHCP服务器就会根据DHCP协议给客户端分配IP，使得客户机能够利用这个IP上网。
DHCP的前身是BOOTP协议（Bootstrap Protocol）,BOOTP被创建出来为连接到网络中的设备自动分配地址，后来被DHCP取代了，DHCP比BOOTP更加复杂，功能更强大。后面可以看到，在用Wireshark过滤显示DHCP包，需要输入过滤条件BOOTP，而不是DHCP,但或许是因为我使用的Wireshark版本是比较旧的1.12.9,没有在新版本中尝试过，也许可以输入DHCP让其只显示DHCP包。
2，DHCP的实现
DHCP的实现分为4步，分别是：
第一步：Client端在局域网内发起一个DHCP Discover包，目的是想发现能够给它提供IP的DHCP Server。
第二步：可用的DHCP Server接收到Discover包之后，通过发送DHCP Offer包给予Client端应答，意在告诉Client端它可以提供IP地址。
第三步：Client端接收到Offer包之后，发送DHCP Request包请求分配IP。
第四步：DHCP Server发送ACK数据包，确认信息。
二，利用Wireshark抓取DHCP包
1,分析
要想抓取到DHCP包，先要保证有可用的DHCP服务器，然后将主机IP地址获取方式设置为自动获取。如果主机在抓包之前已经联网，需要先断开主机的网络连接，然后再连接网络。在cmd下使用命令ipconfig来完成网络断开与连接的过程：
ipconfig /release 断开主机当前的网络连接
ipconfig /renew 请求连接网络 在cmd中可以使用ipconfig /?查看各参数的含义：
(1)ipconfig /release
断开当前的网络连接，主机IP变为0.0.0.0，主机与网络断开，不能访问网络。
(2)ipconfig /renew
更新适配器信息，请求连接网络，这条命令结束之后，主机会获得一个可用的IP，再次接入网络。
2,开始抓包
实验环境：Win10,Wireshark1.12.9，有线连接
(1)在Wireshark中点击start开始抓包，在过滤栏输入bootp，使其只显示DHCP数据包。
(2)在cmd中输入ipconfig /release 断开网络连接。
可以看到此时所有的网卡都已经断开。以太网处于断开状态。
Wireshark中截获到一个DHCP Release数据包。
(3)在cmd中输入ipconfig /renew 请求网络连接。
此时，可以看到在Wireshark中新增了4个DHCP数据包：
数据包1：DHCP Discover
数据包2：DHCP Offer
数据包3：DHCP Request
数据包4：DHCP ACK
等待这条命令执行完毕之后，在cmd中可以看到主机被分配了IP，主机成功连入网络中。
(4)为了后续分析使用，我们再执行一次ipconfig /renew：
可以看到Wireshark中新增了3个数据包：DHCP ACK；DHCP Request;DHCP ACk。
如果再次使用ipconfig /renew,每执行一次会新增2个数据包：DHCP Request;DHCP ACk。
三，DHCP包分析
下面着重来分析当执行，ipconfig /renew这条命令产生的4个DHCP数据包，这4个数据包代表了客户机和DHCP服务器的交互过程，也是IP动态分配的过程。
1，DHCP Discover数据包
(1)Client端使用IP地址0.0.0.0发送了一个广播包，可以看到此时的目的IP为255.255.255.255。Client想通过这个数据包发现可以给它提供服务的DHCP服务器。
(2)从下图可以看出，DHCP属于应用层协议，它在传输层使用UDP协议，目的端口是67。
2，DHCP Offer包
当DHCP服务器收到一条DHCP Discover数据包时，用一个DHCP Offerr包给予客户端响应。
(1)DHCP服务器仍然使用广播地址作为目的地址，因为此时请求分配IP的Client并没有自己ip,而可能有多个Client在使用0.0.0.0这个IP作为源IP向DHCP服务器发出IP分配请求，DHCP也不能使用0.0.0.0这个IP作为目的IP地址，于是依然采用广播的方式，告诉正在请求的Client们，这是一台可以使用的DHCP服务器。
(2)DHCP服务器提供了一个可用的IP,在数据包的Your (client) IP Address字段可以看到DHCP服务器提供的可用IP。
(3)除此之外，如图中红色矩形框的内容所示，服务器还发送了子网掩码，路由器，DNS，域名，IP地址租用期等信息。
3，DHCP Request包
当Client收到了DHCP Offer包以后（如果有多个可用的DHCP服务器，那么可能会收到多个DHCP Offer包），确认有可以和它交互的DHCP服务器存在，于是Client发送Request数据包，请求分配IP。
此时的源IP和目的IP依然是0.0.0.0和255.255.255.255。
4，DHCP ACK包
服务器用DHCP ACK包对DHCP请求进行响应。
在数据包中包含以下信息，表示将这些资源信息分配给Client.
Your(client) IP address:分配给Client的可用IP。
后面有许多项option信息，前两项是DHCP服务器发送的消息类型（ACK）和服务器的身份标识，后面几项是：
Subnet Mask:Client端分配到的IP的子网掩码；
Router:路由器
Domain Name Server:DNS,域名服务器
Domain Name:域名
IP Address Lease Time:IP租用期。
一、采用DHCP服务的常见问题
架设DHCP服务器可以为客户端自动分配IP地址、掩码、默认网关、DNS服务器等网络参数，简化了网络配置，提高了管理效率。但在DHCP服务的管理上存在一些问题，常见的有：
●DHCP Server的冒充
●DHCP Server的DOS攻击，如DHCP耗竭攻击
●某些用户随便指定IP地址，造成IP地址冲突
1、DHCP Server的冒充
由于DHCP服务器和客户端之间没有认证机制，所以如果在网络上随意添加一台DHCP服务器，它就可以为客户端分配IP地址以及其他网络参数。只要让该DHCP服务器分配错误的IP地址和其他网络参数，那就会对网络造成非常大的危害。
2、DHCP Server的拒绝服务攻击
通常DHCP服务器通过检查客户端发送的DHCP请求报文中的CHADDR（也就是Client MAC address）字段来判断客户端的MAC地址。正常情况下该CHADDR字段和发送请求报文的客户端真实的MAC地址是相同的。攻击者可以利用伪造MAC的方式发送DHCP请求，但这种攻击可以使用Cisco 交换机的端口安全特性来防止。端口安全特性（Port Security）可以限制每个端口只使用唯一的MAC地址。但是如果攻击者不修改DHCP请求报文的源MAC地址，而是修改DHCP报文中的CHADDR字段来实施攻击，那端口安全就不起作用了。由于DHCP服务器认为不同的CHADDR值表示请求来自不同的客户端，所以攻击者可以通过大量发送伪造CHADDR的DHCP请求，导致DHCP服务器上的地址池被耗尽，从而无法为其他正常用户提供网络地址，这是一种DHCP耗竭攻击。DHCP耗竭攻击可以是纯粹的DOS攻击，也可以与伪造的DHCP服务器配合使用。当正常的DHCP服务器瘫痪时，攻击者就可以建立伪造的DHCP服务器来为局域网中的客户端提供地址，使它们将信息转发给准备截取的恶意计算机。甚至即使DHCP请求报文的源MAC地址和CHADDR字段都是正确的，但由于DHCP请求报文是广播报文，如果大量发送的话也会耗尽网络带宽，形成另一种拒绝服务攻击。
3、客户端随意指定IP地址
客户端并非一定要使用DHCP服务，它可以通过静态指定的方式来设置IP地址。如果随便指定的话，将会大大提高网络IP地址冲突的可能性。
二、DHCP Snooping技术介绍
DHCP监听（DHCP Snooping）是一种DHCP安全特性。Cisco交换机支持在每个VLAN基础上启用DHCP监听特性。通过这种特性，交换机能够拦截第二层VLAN域内的所有DHCP报文。
DHCP监听将交换机端口划分为两类：
●非信任端口：通常为连接终端设备的端口，如PC，网络打印机等
●信任端口：连接合法DHCP服务器的端口或者连接汇聚交换机的上行端口
通过开启DHCP监听特性，交换机限制用户端口（非信任端口）只能够发送DHCP请求，丢弃来自用户端口的所有其它DHCP报文，例如DHCP Offer报文等。而且，并非所有来自用户端口的DHCP请求都被允许通过，交换机还会比较DHCP 请求报文的（报文头里的）源MAC地址和（报文内容里的）DHCP客户机的硬件地址（即CHADDR字段），只有这两者相同的请求报文才会被转发，否则将被丢弃。这样就防止了DHCP耗竭攻击。
信任端口可以接收所有的DHCP报文。通过只将交换机连接到合法DHCP服务器的端口设置为信任端口，其他端口设置为非信任端口，就可以防止用户伪造DHCP服务器来攻击网络。DHCP监听特性还可以对端口的DHCP报文进行限速。通过在每个非信任端口下进行限速，将可以阻止合法DHCP请求报文的广播攻击。
DHCP监听还有一个非常重要的作用就是建立一张DHCP监听绑定表（DHCP Snooping Binding）。一旦一个连接在非信任端口的客户端获得一个合法的DHCP Offer，交换机就会自动在DHCP监听绑定表里添加一个绑定条目，内容包括了该非信任端口的客户端IP地址、MAC地址、端口号、VLAN编号、租期等信息。如：
| Switch#show ip dhcp snooping binding MacAddress IpAddress Lease(sec) Type VLAN Interface ------------------ --------------- ---------- ------------- ----------- 00:0F:1F:C5:10:08 192.168.10.131 682463 dhcp-snooping 10 FastEthernet0/1 |
这张DHCP监听绑定表为进一步部署IP源防护（IPSG）和动态ARP检测（DAI）提供了依据。说明：
I. 非信任端口只允许客户端的DHCP请求报文通过，这里只是相对于DHCP报文来说的。其他非DHCP报文还是可以正常转发的。这就表示客户端可以以静态指定IP地址的方式通过非信任端口接入网络。由于静态客户端不会发送DHCP报文，所以DHCP监听绑定表里也不会有该静态客户端的记录。
信任端口的客户端信息不会被记录到DHCP监听绑定表里。如果有一客户端连接到了一个信任端口，即使它是通过正常的DHCP方式获得IP地址，DHCP监听绑定表里也不有该客户端的记录。如果要求客户端只能以动态获得IP的方式接入网络，则必须借助于IPSG和DAI技术。
II.交换机为了获得高速转发，通常只检查报文的二层帧头，获得目标MAC地址后直接转发，不会去检查报文的内容。而DHCP监听本质上就是开启交换机对DHCP报文的内容部分的检查，DHCP报文不再只是被检查帧头了。
III. DHCP监听绑定表不仅用于防御DHCP攻击，还为后续的IPSG和DAI技术提供动态数据库支持。
IV. DHCP监听绑定表里的Lease列就是每个客户端对应的DHCP租约时间。当客户端离开网络后，该条目并不会立即消失。当客户端再次接入网络，重新发起DHCP请求以后，相应的条目内容就会被更新。如上面的00F.1FC5.1008这个客户端原本插在Fa0/1端口，现在插在Fa0/3端口，相应的记录在它再次发送DHCP请求并获得地址后会更新为：
| Switch#show ip dhcp snooping binding or Switch#show ip source binding MacAddress IpAddress Lease(sec) Type VLAN Interface ------------------ --------------- ---------- ----------- 00:0F:1F:C5:10:08 192.168.10.131 691023 dhcp-snooping 10 FastEthernet0/3 |
V.当交换机收到一个DHCPDECLINE或DHCPRELEASE广播报文，并且报文头的源MAC地址存在于DHCP监听绑定表的一个条目中。但是报文的实际接收端口与绑定表条目中的端口字段不一致时，该报文将被丢弃。
●DHCPRELEASE报文：此报文是客户端主动释放IP 地址（如Windows 客户端使用ipconfig/release），当DHCP服务器收到此报文后就可以收回IP地址，分配给其他的客户端了
●DHCPDECLINE报文：当客户端发现DHCP服务器分配给它的IP地址无法使用（如IP地址发生冲突）时，将发出此报文让DHCP服务器禁止使用这次分配的IP地址。
VI. DHCP监听绑定表中的条目可以手工添加。
VII. DHCP监听绑定表在设备重启后会丢失，需要重新绑定，但可以通过设置将绑定表保存在flash或者tftp/ftp服务器上，待设备重启后直接读取，而不需要客户端再次进行绑定
VIII. 当前主流的Cisco交换机基本都支持DHCP Snooping功能。
浙公网安备 33010602011771号