DHCP Snooping & DAI: Validierungs-Checkliste nach Changes

DHCP Snooping & DAI gehören zu den wirksamsten Layer-2-Schutzmechanismen in Campus- und Datacenter-Access-Netzen, weil sie zwei der häufigsten Ursachen für „plötzliche“ Segment-Störungen adressieren: Rogue-DHCP und ARP-Manipulation. Gleichzeitig sind beide Features change-sensitiv. Nach Migrationen, VLAN-Anpassungen, Trunk-Änderungen, Switch-Replacements oder Access-Port-Umzügen kann eine kleine Abweichung – etwa ein fehlender „trusted“-Port, eine zu niedrige Rate-Limit-Einstellung oder eine inkonsistente VLAN-Aktivierung – legitimen Verkehr blockieren. Das Ergebnis sieht dann aus wie ein Netzwerk- oder Applikationsausfall: Clients bekommen keine IP, Gateways sind „nicht erreichbar“, ARP wirkt instabil, oder einzelne Segmente fallen intermittierend aus. Eine saubere Validierung direkt nach Changes ist deshalb kein „Nice-to-have“, sondern eine operative Pflicht, um Security-Funktionen zuverlässig zu betreiben, ohne die Produktion zu gefährden. In dieser DHCP Snooping & DAI-Validierungs-Checkliste lernen Sie, welche Prüfungen sich nach Changes bewährt haben, wie Sie typische Fehlkonfigurationen schnell erkennen, welche Metriken wirklich aussagekräftig sind und wie Sie Ergebnisse so dokumentieren, dass NOC, On-Call und Security-Teams sofort handlungsfähig bleiben.

Warum DHCP Snooping und DAI zusammengehören

DHCP Snooping klassifiziert Ports als „trusted“ oder „untrusted“ und überwacht DHCP-Nachrichten (typisch: Discover/Offer/Request/Ack). Es verhindert, dass untrusted Ports DHCP-Server-Antworten in das Netz einspeisen, und erstellt häufig eine Binding-Tabelle (IP↔MAC↔VLAN↔Port). Dynamic ARP Inspection (DAI) nutzt diese Bindings, um ARP-Pakete zu validieren und ARP-Spoofing/Poisoning zu blockieren. Der gemeinsame Nenner ist die Integrität der Zuordnung „wer darf welche Adresse im VLAN verwenden“.

• DHCP Snooping: Blockiert Rogue-DHCP-Angebote, erzeugt Bindings als Quelle der Wahrheit.
• DAI: Prüft ARP gegen Bindings bzw. definierte Regeln und verwirft unplausible ARP-Updates.
• Operative Konsequenz: Wenn Snooping falsch steht, kann DAI legitimes ARP blockieren – und umgekehrt.

Als konzeptioneller Rahmen für die Bedeutung von ARP und dessen Manipulierbarkeit ist RFC 826 hilfreich. Für VLAN- und Bridging-Grundlagen, die bestimmen, wo DHCP/ARP überhaupt wirken, ist IEEE 802.1Q relevant.

Change-Typen, die besonders häufig Validierungsfehler auslösen

Nicht jeder Change ist gleich riskant. Bestimmte Arbeiten verändern genau die Pfade, auf denen DHCP und ARP laufen, oder die Portrollen, die Snooping/DAI braucht. Nach diesen Changes sollte die Checkliste immer Pflicht sein:

• Trunk-/Allowed-VLAN-Änderungen: VLAN wird neu erlaubt/entfernt, Native VLAN/PVID angepasst, LAG neu gebündelt.
• Switch-Replacement / RMA: Default-Profile fehlen, trusted-Ports nicht korrekt übernommen.
• Access-Port-Moves: Clients/Server wechseln Ports, Voice-VLAN oder 802.1X/MAB-Kontext ändert sich.
• DHCP-Server-/Relay-Änderungen: neue Helpers, neue Server, neue VRF/Segmentierung, neue Option 82 Policy.
• Security-Hardening: Aktivierung von Rate Limits, DAI in neuen VLANs, Aktivierung pro Switch/Stack.

Vorbereitungsphase: Was vor der Validierung klar sein muss

Eine gute Post-Change-Validierung scheitert selten an Tools, sondern an fehlendem Soll-Zustand. Bevor Sie messen, sollten Sie drei Dinge festhalten: welche VLANs betroffen sind, wo DHCP-Server/Relay liegen und welche Ports/trunks als trusted gelten müssen. Das verhindert, dass Sie „symptomatisch“ debuggen, obwohl die Erwartung unklar ist.

• Betroffene VLANs/Subnetze: Produktions-, Management-, Voice- oder IoT-VLANs mit klarer VLAN-ID.
• DHCP-Pfad: DHCP-Server oder DHCP-Relay (L3-Interface) und die Trunks dazwischen.
• Trusted-Port-Liste: Uplinks/Trunks Richtung Distribution/Core, Ports zu DHCP-Servern, ggf. Port-Channels.
• Ausnahmen: Statische IPs/Reservierungen, Geräte ohne DHCP (z. B. Drucker), spezielle Sicherheitsports.

Validierungs-Checkliste nach Changes: DHCP Snooping

Der Kern bei DHCP Snooping ist: (1) Feature ist in den richtigen VLANs aktiv, (2) trusted/untrusted ist korrekt, (3) Bindings werden plausibel gelernt, (4) Drops sind nachvollziehbar und nicht „still“ produktionskritisch.

VLAN-Aktivierung und Scope prüfen

• Ist DHCP Snooping in allen betroffenen VLANs aktiv? Häufiger Fehler: VLAN neu angelegt, aber Snooping nicht auf VLAN-Liste ergänzt.
• Gibt es VLANs, die bewusst ausgeschlossen sind? Dokumentieren, warum (z. B. reine L3-Transit-VLANs).
• Stimmt die VLAN-Propagation? Wenn ein VLAN auf dem Trunk fehlt, wirkt Snooping „kaputt“, obwohl der Pfad das Problem ist.

Trusted-Ports korrekt setzen

• Uplinks/Trunks Richtung DHCP-Server/Relay sind trusted: Sonst werden DHCP Offers/Acks verworfen.
• Access-Ports bleiben untrusted: Sonst könnte ein Endgerät als Rogue-DHCP wirken, ohne geblockt zu werden.
• LAG/Port-Channel konsistent: Trusted-Flag muss auf dem logischen Interface korrekt sein (plattformabhängig).

Binding-Tabelle: Lernen, Plausibilität, Stabilität

• Bindings werden erstellt: Neue Clients im betroffenen VLAN müssen Einträge erzeugen (IP, MAC, Port, VLAN, Lease-Info).
• Plausibilität: Stimmen Port und VLAN? Einträge im falschen VLAN deuten auf Tagging-/Native-VLAN-Probleme hin.
• Stabilität: Ungewöhnlich häufige „Moves“ (IP/MAC wechseln Port) können auf Loop, falsches Patchen oder MLAG/Teaming-Probleme hindeuten.

Option 82 und Relay-Interaktionen

Viele Umgebungen nutzen DHCP Option 82 (Relay Agent Information), um Standort/Port-Kontext an den DHCP-Server zu geben. Nach Changes kann Option 82 unerwartet dazu führen, dass Leases abgelehnt werden oder in falsche Pools laufen. Validieren Sie deshalb explizit, ob Option 82 im Design vorgesehen ist und ob Policies weiterhin passen.

• Option 82 aktiviert? Erwartet der DHCP-Server Option 82 oder blockiert er sie?
• Verhalten nach Change: Erhalten Clients Adressen aus dem erwarteten Pool?
• Dokumentation: Welche Ports/Segmente nutzen Option 82, und welche Ausnahmen gibt es?

Rate Limits: Schutz vs. False Positives

DHCP Snooping wird oft mit Rate Limits auf untrusted Ports kombiniert, um DHCP-Floods zu begrenzen. Nach Changes kann ein zu aggressives Limit legitime Boot-Stürme (z. B. nach Stromereignis) ausbremsen. Validieren Sie die Schwellenwerte anhand realistischer Lastprofile.

$\mathrm{DHCPBurst}=\frac{\mathrm{DHCPMessages}}{\Delta t}$

• Messfenster: z. B. 10–60 Sekunden nach Port-Enable oder nach Switch-Reboot.
• Vergleich: Limit > erwarteter Burst, aber niedrig genug, um Missbrauch einzudämmen.
• Alarmierung: Drops durch Rate Limit müssen sichtbar sein (Logs/Counter), sonst entsteht „silent failure“.

Validierungs-Checkliste nach Changes: Dynamic ARP Inspection

DAI ist extrem wirksam gegen ARP-Spoofing, aber in der Praxis auch eine häufige Ursache für „plötzlich geht nichts mehr“, wenn Bindings fehlen oder trusted Ports falsch gesetzt sind. Der Fokus liegt auf: (1) DAI in den richtigen VLANs aktiv, (2) korrekte Trust-Boundary, (3) gültige Bindings oder statische ARP-ACLs, (4) nachvollziehbare Drops.

DAI-Scope und VLAN-Abdeckung

• Ist DAI in allen relevanten Client-VLANs aktiv? Besonders wichtig in Bereichen mit vielen Endgeräten (Office, IoT, Gäste, Lab).
• Ausnahmen sauber definieren: z. B. VLANs mit rein statischen IPs benötigen oft ergänzende Regeln.
• Rollout-Strategie: Nach großen Changes ist „Monitor-only“ (falls verfügbar) oft sinnvoll, bevor hart geblockt wird.

Trust-Boundary: Wo darf ARP „ungeprüft“ passieren?

• Uplinks/Trunks Richtung Gateway/Distribution sind trusted: Sonst blockiert DAI ARP vom Gateway oder aus Nachbarsegmenten.
• Access-Ports bleiben untrusted: ARP von Endgeräten wird validiert.
• MLAG/vPC/VSX-Kontext: Peer-Links und spezielle Forwarding-Pfade müssen dem Design entsprechend berücksichtigt sein (sonst entstehen asymmetrische Drops).

Bindings: DAI ist nur so gut wie die Datenquelle

DAI verlässt sich in vielen Designs auf DHCP Snooping Bindings. Wenn Bindings fehlen oder falsch sind, sind DAI-Drops häufig „legitim“ aus Sicht der Kontrolle, aber operativ katastrophal. Nach Changes ist deshalb die Bindings-Validierung die wichtigste Voraussetzung für DAI.

• Existieren Bindings für aktive Clients? Wenn nicht: zuerst Snooping reparieren, dann DAI weiter prüfen.
• Stimmen VLAN und Port im Binding? Falscher Port deutet auf L2-Loop, MAC-Flapping oder falsches Patchen hin.
• Lease-Lifecycle: Nach Reboots sollten Bindings neu entstehen; „stale bindings“ können zu Drops führen.

Statische IPs und Sondergeräte

Viele produktive Netze haben Geräte mit statischer IP (z. B. Drucker, OT, Appliances). Diese erzeugen keine DHCP-Bindings, können aber weiterhin ARP sprechen. Nach Changes ist das ein häufiger DAI-Stolperstein. Die Lösung ist nicht „DAI aus“, sondern eine saubere Ausnahmebehandlung: statische Bindings/ARP-ACLs oder segmentbezogene Designentscheidungen.

• Inventar prüfen: Welche Subnetze enthalten viele statische IPs?
• Ausnahmeregeln dokumentieren: Welche IP/MAC dürfen ohne DHCP-Binding ARP validiert passieren?
• Rollout testen: Statische Geräte als explizite Testkandidaten in die Post-Change-Validierung aufnehmen.

DAI-Drops interpretieren: „Security wirkt“ oder „Produktion wird blockiert“?

DAI-Drops sind wertvoll, aber ohne Kontext leicht misszuverstehen. Nach Changes sollten Sie Drops in zwei Gruppen sortieren: (1) erwartete Drops (z. B. echte Spoofing-Versuche, falsche ARP-Claims) und (2) unerwartete Drops (z. B. Gateway-ARP, legitime Clients ohne Binding). Die zweite Gruppe muss sofort untersucht werden.

• Gateway-ARP wird gedroppt: fast immer Trust-Boundary-Fehler oder VLAN-/Trunk-Problem.
• Viele Drops von einem Access-Port: kann echter Spoofing-Versuch sein oder ein Host mit falscher IP/MAC-Konfiguration.
• Drops nach VLAN-Änderungen: häufig Bindings fehlen im neuen VLAN oder Portprofile wurden nicht aktualisiert.

Post-Change Testfälle: Minimalset, das realen Betrieb abdeckt

Eine Checkliste ist nur dann robust, wenn sie konkrete Testfälle vorgibt. Ideal ist ein Minimalset, das typische Endgeräte- und Servicepfade abdeckt, ohne großen Aufwand zu erzeugen.

• Standard-Client (DHCP): Lease beziehen, Gateway erreichen, DNS-Auflösung testen.
• Voice/IoT-Portprofil: falls Voice-VLAN/Mehrfach-VLAN am Port existiert, Lease in beiden Kontexten validieren.
• Statisches Gerät: ARP/Gateway-Reachability prüfen, DAI-Ausnahmeregeln verifizieren.
• Failover-Pfad: wenn LAG/MLAG beteiligt, mindestens ein kontrollierter Pfadwechsel (z. B. ein Member down) und erneute Validierung.
• Rogue-Simulation auf sicherem Testport: nur in abgesicherter Labor-/Testumgebung prüfen, ob Snooping/DAI erwartungsgemäß blockiert (keine produktiven Netze stören).

Dokumentation nach Changes: Was im Ticket/Change-Record stehen muss

Damit Betrieb und Security Hand in Hand arbeiten, sollte jede Post-Change-Validierung nachvollziehbar dokumentiert sein. Ziel ist nicht „viel Text“, sondern prüfbare Fakten mit Zeitstempel.

• Change-Umfang: betroffene Geräte, Ports, VLANs, LAGs, Zeitfenster.
• Trust-Boundary: Liste der trusted Ports/Port-Channels (Snooping und DAI) und Begründung.
• Bindings-Snapshot: Anzahl/Beispiele neuer Bindings in betroffenen VLANs, Plausibilitätscheck.
• DAI-Status: aktivierte VLANs, Drop-Counter vor/nach Test, auffällige Drops mit Quelle.
• Testergebnisse: DHCP-Lease ok, Gateway ok, DNS ok, Sonderfälle ok (Voice/statisch).
• Abweichungen: gefundenes Problem, Mitigation, Follow-up-Aufgaben (z. B. Template-Fix, Audit, zusätzliche Ausnahmen).

Fehlersignaturen nach Changes: Schnelle Zuordnung typischer Störungen

Bestimmte Symptome sind so typisch, dass sie als „Signature“ dienen können. Diese Zuordnung hilft, die richtige Stelle zuerst zu prüfen.

• Clients bekommen keine IP: Snooping Trust-Boundary falsch oder VLAN/Trunk-Pfad zum DHCP-Server/Relay gestört.
• IP wird bezogen, aber Gateway nicht erreichbar: DAI blockt ARP, Bindings fehlen/falsch, Gateway-Port nicht trusted.
• Nur einzelne Ports betroffen: Portprofil driftet, Rate Limit zu aggressiv, LAG-Member inkonsistent.
• Nur bei Failover: LAG/MLAG-spezifische Trust- oder Binding-Asymmetrie; Pfadwechsel ändert Validierungsergebnis.
• Plötzlicher Drop-Spike ohne Change: möglicher Security-Vorfall oder ein Host-Fehlverhalten; Top-Talker identifizieren.

Präventive Maßnahmen: Wie Sie Post-Change-Fehler seltener machen

Die beste Checkliste ist die, die immer schneller „grün“ wird. Das erreichen Sie, wenn Sie Snooping/DAI als Standard in Portprofilen und Templates verankern und Drift systematisch reduzieren.

• Standardisierte Portprofile: Access-Ports untrusted, Uplinks/Trunks trusted – konsistent und auditiert.
• Template-Audits: regelmäßiger Vergleich von Trunk-Paaren, LAGs und VLAN-Listen, um Drift früh zu finden.
• Change-Prechecks: vor Aktivierung prüfen, ob VLANs durchgängig vorhanden und Trust-Boundary vollständig ist.
• Statische Geräte-Policy: klare Regel, wie statische IPs in DAI-Umgebungen gehandhabt werden (Inventar + Ausnahmen).
• Monitoring: Alarme auf Snooping-Drops, DAI-Drops, Binding-Anzahl, und „Gateway ARP blocked“ als kritisches Signal.

Drop-Rate als Qualitätsindikator nach Changes (MathML)

$\mathrm{DropRate}=\frac{\Delta \mathrm{Drops}}{\Delta t}$

Für Post-Change-Validierung ist nicht nur „Drops vorhanden“ relevant, sondern „Drops steigen nach Change“. Ein klarer Vorher-/Nachher-Vergleich (z. B. 10 Minuten vor Change, 10 Minuten nach Change) liefert eine robuste, teamübergreifend verständliche Evidence.

Outbound-Links für Standards, Grundlagen und Security-Rahmen

• RFC 826 (ARP) für die ARP-Grundlagen, die DAI validiert und absichert.
• IEEE 802.1Q für VLAN- und Bridging-Grundlagen, die Trust-Boundaries und Broadcast-Domänen definieren.
• MITRE ATT&CK: Adversary-in-the-Middle als konzeptionelle Einordnung, warum ARP-Manipulation als Angriffstechnik relevant ist.
• NIST Cybersecurity Framework als Rahmen, um Detection/Response-Workflows für Security-Funktionen betrieblich sauber zu verankern.

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