Co to jest protokół DHCP i jak działa?

protokół DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) jest powszechnie stosowany w sieciach do dynamicznej konfiguracji adresowania IP. Każde urządzenie użytkownika potrzebuje co najmniej adresu IP, aby dołączyć do sieci i połączyć się z usługami. Gdy komputer po raz pierwszy łączy się z siecią lokalną za pomocą kabla lub WiFi SSID, pierwszą rzeczą jest znalezienie adresu IP, maski sieciowej, bramy domyślnej i serwerów DNS.

jak działa protokół DHCP?

  1. host łącząc się z siecią (kablową lub bezprzewodową) wysyła wiadomość DHCP discover do wszystkich hostów w segmencie warstwy 2 (adres docelowy to FF:ff:ff:ff:ff:FF). Ramka z tym komunikatem DISCOVER trafia na serwer DHCP.

DHCP Discover packet

2. Po otrzymaniu przez serwer DHCP wiadomości discover, sugeruje on oferowanie hostowi klienta adresowania IP przez unicast. Ta wiadomość ofertowa zawiera:

  • proponowany adres IP klienta (tutaj 192.168.1.10)
  • maska podsieci do identyfikacji przestrzeni podsieci (tutaj 255.255.255.0)
  • IP bramy domyślnej dla podsieci (tutaj 192.168.1.1)
  • IP serwera DNS dla tłumaczeń nazw (tutaj 8.8.8.8)
  • opcje (Przeczytaj cały artykuł)

pakiet ofertowy DHCP

3. Teraz po otrzymaniu oferty klient żąda informacji o oficjalnym wysłaniu wiadomości żądania do serwera tym razem przez unicast.

pakiet żądań DHCP

4. Serwer wysyła do klienta wiadomość potwierdzającą dzierżawę DHCP. Teraz klient może używać nowych ustawień IP.

pakiet potwierdzający DHCP

jakie informacje uzyskiwane z protokołu DHCP są konieczne, a które opcjonalne?

teoretycznie do działania urządzenia potrzebny jest tylko adres IP i maska. Jest to prawdą w scenariuszu, że urządzenie znajduje się w tej samej podsieci z innymi urządzeniami i komunikuje się z innymi znającymi ich adresy IP. W ten sposób nie ma potrzeby wychodzenia poza własną podsieć i dlatego gateway nie jest potrzebny. Używanie tylko adresów IP do komunikacji eliminuje również potrzebę tłumaczenia nazw, więc DNS jest nadal opcjonalny. Jednak w rzeczywistych scenariuszach większość komunikacji wykracza poza podsieć i przekazuje w pełni kwalifikowane nazwy domen (FQDN).

oprócz niezbędnych parametrów DHCP dostępne są opcje DHCP, takie jak popularna w telefonii IP opcja 150 informująca telefony IP o adresie IP PBX dla prawidłowej rejestracji telefonu – na przykład Cisco Call Manager lub Asterisk PBX. Prawie wszyscy dostawcy serwerów DHCP są w stanie przekazać opcje DHCP.

co jeśli serwer DHCP nie jest w tej samej podsieci ?

możesz zadać sobie pytanie, czy istnieje potrzeba posiadania serwera DHCP w tym samym segmencie L2 (VLAN), ponieważ DHCP oferuje przekaźniki wiadomości na nadawanym adresie docelowym, który jest dobry tylko dla tej samej podsieci. Prawy ślad! Jednak ze względu na skalowalność DHCP istnieje możliwość posiadania serwera DHCP poza podsiecią. W takim rozwiązaniu Pakiety DHCP discover zazwyczaj dostające się do domyślnego interfejsu bramy są przekształcane w Pakiety unicast (DHCP discover embedded message) z polem giaddr informującym serwer o logical attachment identification. Pakiet jest wysyłany bezpośrednio na adres IP serwera znajdującego się gdzieś w routowalnej chmurze IP. Giaddr pomaga serwerowi DHCP w znalezieniu odpowiedniej puli adresów do nadania adresu.

przekaźnik DHCP

Sprawdź, jak skonfigurować serwer DHCP na urządzeniu sieciowym.