DHCP

На заре интернет-революции наиболее распространенным способом подключения было использование коммутируемого соединения. При подключении по коммутируемой сети каждый раз, когда вы входите в систему, вы инициировали новый сеанс, и вам был назначен новый IP-адрес от вашего интернет-провайдера (ISP). И, соответственно, делать это вручную было бы очень медленным процессом. Вот почему был создан DHCP. 

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) - это протокол управления сетью, используемый в сетях TCP/IP, в котором DHCP-сервер динамически присваивает каждому устройству IP-адрес и другие параметры сетевой конфигурации, чтобы они могли связываться с другими IP-сетями.

Что такое DHCP? 

Система доменных имен, более популярная как DNS, и протокол конфигурации динамического хоста, также известный как DHCP, представляют собой две важные области ТСР/ІР в сети. DNS отвечает за преобразование имен хостов в IP-адреса, тогда как DHCP занимается назначением уникальных динамических IP-адресов и соответствующих масок подсети и шлюзов по умолчанию для запущенных компьютеров в конкретной серверной сети. 

Зачем вам нужно использовать DНСР? Благодаря динамической адресации компьютер может иметь другой IP-адрес при каждом подключении к сети, к которой он принадлежит, без вмешательства администратора UNIX. Благодаря этой функции DHCP каждому новому компьютеру, добавленному в сеть, автоматически назначается уникальный IP-адрес. 

DHCP-серверы значительно упрощают настройку сетей и используются в большинстве беспроводных точек доступа и проводных Ethernet-маршрутизаторах.

Как он работает?

В сети, DHCP-сервер управляет пулом IP-адресов, а также информацией о шлюзе по умолчанию, данными DNS и другой информацией для конфигурации сети клиентов. Когда новый компьютер будет включен в сеть с поддержкой DHCP-сервера, он отправит запрос на сервер DHCP с запросом всей необходимой информации. Когда запрос достигнет DHCP-сервера, он предоставит новому компьютеру новый IP-адрес и аренду - временной интервал, для которого компьютер может использовать этот IP-адрес, а также другие данные конфигурации. Весь процесс происходит сразу после загрузки нового компьютера, и для его успешного завершения он должен быть завершен до того, как инициировать связь на основе IP с другими хостами в сети. 

Методы распределения DHCP 

В зависимости от конфигурации DHCP-сервер может работать тремя способами: 

Динамическое распределение 

Когда DHCP-сервер настроен на использование динамического распределения, это означает, что он использует политику аренды. Таким образом, когда назначенный IP-адрес из доступного пула больше не используется, он будет перенесен обратно в пул, что сделает его доступным для кого-то другого. Преимущество этого метода заключается в том, что IP-адреса используются до максимума - как только они больше не используются клиентом, они мгновенно становятся доступными для других. Недостатком этого метода является то, что клиент всегда будет иметь случайный IP-адрес. 

Автоматическое распределение 

Метод автоматического распределения очень похож на метод динамического распределения - как только клиент подключается, DHCP-сервер предоставляет ему IP-адрес из пула IP-адресов. Однако, когда используется автоматическое распределение, сервер DHCP хранит базу данных предыдущих IP-грантов и пытается предоставить клиенту тот же самый IP-адрес, который он использовал в последний раз, если он доступен. 

Статическое распределение 

Статический метод распределения очень популярен в современных сетях интернет-провайдеров, которые не используют методы коммутируемого доступа. При статическом распределении DHCP-сервер хранит базу данных со всеми MAC-адресами локальных сетей клиентов и дает им IP-адрес, только если их MAC-адрес находится в базе данных. Таким образом, клиенты могут быть уверены, что каждый раз получат одинаковый IP-адрес. 

DHCP-сервер может быть настроен на работу с использованием комбинации методов распределения. Например, в общедоступной сети Wi-Fi все известные хосты и постоянные клиенты могут использовать статическое распределение, тогда как для гостей используется динамическое распределение. Таким образом, известные хосты могут всегда использовать один и тот же IP-адрес, а пул IP-адресов одинаково доступен для всех. 

Функции клиента DHCP 

Клиент не получает IP-адрес постоянно. Время аренды распределения - это вопрос сетевой политики, и для разных типов оборудования могут быть установлены различные временные интервалы. Если время выделенное на адрес прошло, DHCP-клиент должен подать заявку на его обновление. 

Процесс обновления в точности совпадает с процессом первоначального обнаружения, за исключением того, что на этот раз клиент имеет адрес, с которым он может связываться с сервером, который выделил этот адрес. Поэтому, не передавая сообщение Discover, клиент может напрямую связаться с DHCP-сервером. Клиент может запросить один и тот же IP-адрес, или политика сети может указывать, что каждое обновление должно выполняться с замененным IP-адресом. 

Два дополнительных типа сообщений в определении DHCP предназначены для использования клиентом: сообщение DHCPINFORM и опция DHCPRELEASE. 

DHCP Inform 

Сообщение DHCPOFFER состоит из нескольких полей параметров в его структуре пакетов. Тем не менее, сервер редко использует все эти и не дает значений для каких-либо. Конкретной клиентской программе может потребоваться определенная информация для правильной настройки своего устройства в сети. Если эта важная информация отсутствует в сообщении предложения DHCP, она может отправить сообщение «Информер» с просьбой отправить детали. Если эта информация доступна, она будет отправлена сервером в виде другого сообщения «Предложение» с заполненными полями необходимых параметров. Примером использования DHCP Inform является то, что браузер часто использует это сообщение как способ получить веб-прокси с помощью процедур автоматического обнаружения веб-прокси. 

DHCP Release 

Сообщение о выпуске отправляется клиентом для прекращения аренды по IP-адресу до указанного срока истечения. Этот тип сообщения не является существенным в операциях протокола, поскольку регулярное завершение аренды досрочно обычно происходит, когда пользователь выключает устройство. Нет никаких процедур для отсрочки процесса отключения питания, чтобы дать клиенту DHCP возможность отправить сообщение о выпуске. В этом случае IP-адрес остается выделенным для этого клиента до истечения срока его аренды, даже если устройство не активно в течение этого периода. 

Протокол DHCP связан только с распределением доступных IP-адресов. Он не поддерживает контакт с сетевыми узлами. Он предполагает, что IP-адрес используется в течение всего срока его аренды, и поэтому он не проверяет, что устройство назначает IP-адрес, по-прежнему активным в сети. В случае изменений конфигурации сети диспетчер DHCP не прилагает никаких усилий для перераспределения адресов. Эти ограничения связаны с тем, что DHCP обычно реализуется как часть набора протоколов сетевой адресации, называемых DDI, что объясняется ниже. 

Другие узлы DHCP 

Большие сети часто делятся на подсети, чтобы предотвратить задержки, вызванные слишком большим количеством устройств, пытающихся получить доступ к среде передачи. В этих случаях сеть все еще может работать только с одним DHCP-сервером, но для каждой подсети требуется устройство ретрансляции. 

Структура пакетов всех типов сообщений DHCP включает поле GIADDR, которое заполняется реле. Это собственный адрес реле, поэтому, когда сообщение, полученное ретранслятором от клиента, перенаправляется на сервер DHCP, сервер знает, куда отправить ответ, и какой диапазон адресов использовать для распределения адреса на этом реле подсети. 

Связь ретранслятора с DHCP-сервером рассматривает оба устройства с использованием UDP-порта 67. 

Недостатки безопасности DHCP 

DHCP использует протокол дейтаграмм пользователя. Это система связи без установления соединения и поэтому она не включает шифрование. Поскольку почти все типы сообщений в протоколе предназначены для трансляции в каждый режим в сети, snoopers могут получить большой контроль над сетевыми операциями и создать разрушительное нарушение, просто получив доступ к сети и прослушивая широковещательные передачи DHCP. 

Вот почему DHCP редко реализуется изолированно. Существует ряд проблем с координацией, которые необходимо учитывать при распределении IP-адресов. На эти адреса также должен ссылаться DNS-сервер. Существует вероятность того, что злоумышленник может вставить виртуальный поддельный DNS или DHCP-сервер в сеть. Безопасность сетей и правильность адресов выполняются диспетчером IP-адресов. Это ключевой элемент в наборе DDI.