Главная > Блог > Локальная сеть > Разное >

Как работает DHCP-сервер

18.12.2019

Каждому устройству, подключенному к сети, нужен уникальный IP-адрес. Администратор назначает статические IP-адреса маршрутизаторам, серверам, принтерам и другим сетевым устройствам, местоположение которых (физическое и логическое) вряд ли изменится. Обычно это устройства, предоставляющие услуги пользователям и устройствам в сети, поэтому назначенные им адреса должны оставаться постоянными.

Однако компьютеры и пользователи в организации часто меняют места, физически и логически. Это может быть сложно и долго назначать новые IP-адреса каждый раз, когда сотрудник перемещается. Использование централизованного DHCP-сервера позволяет администрировать все назначения динамических IP-адресов с одного сервера.

DHCP динамически назначает IP-адреса и выдает другую информацию о конфигурации сети. Однако в небольшом офисе маршрутизатор может быть настроен для предоставления услуг DHCP без необходимости выделенного сервера.

DHCP включает три разных механизма распределения адресов для обеспечения гибкости при назначении IP-адресов:

Ручное распределение(Manual Allocation) — администратор назначает предварительно установленный IP-адрес клиенту, а DHCP сервер передает IP-адрес на устройство.
Автоматическое распределение(Automatic Allocation) — DHCP автоматически назначает статический IP-адрес на устройство, выбирая его из пула доступных адресов. Нет аренды (lease), и адрес постоянно назначается устройству.
Динамическое распределение (Dynamic Allocation) — DHCP динамически назначает или дает в аренду IP-адрес из пула адресов в течение ограниченного периода времени, выбранного сервером, или пока клиент больше не нуждается в адресе.

Динамическое распределение является наиболее часто используемым механизмом DHCP и при его использовании клиенты арендуют информацию с сервера на определенный период. Аренда обычно составляет от 24 часов до недели или более. Когда срок аренды истекает, клиент должен запросить другой адрес, хотя обычно он снова получает старый.

Механизм работы DHCP

DHCP работает в режиме клиент-сервер. Когда клиент взаимодействует с сервером DHCP, сервер назначает или арендует IP-адрес этому клиенту. Он подключается к сети с этим арендованным IP-адресом до истечения срока аренды и должен периодически связываться с сервером DHCP, чтобы продлить аренду.

Рассмотрим процесс получения адреса:

Когда клиент загружается (или хочет присоединиться к сети), он начинает четырехэтапный процесс для получения аренды. Он запускает процесс с широковещательным (broadcast) сообщением DHCPDISCOVER со своим собственным MAC-адресом для обнаружения доступных серверов DHCP. Поскольку у клиента нет способа узнать подсеть, к которой он принадлежит, у сообщения DHCPDISCOVER адрес назначения IP-адреса — 255.255.255.255. А поскольку у клиента еще нет настроенного IP-адреса, то исходный IP-адрес — 0.0.0.0.
Когда DHCP-сервер получает сообщение DHCPDISCOVER, он резервирует доступный IP-адрес для аренды клиенту. Сервер также создает запись ARP, состоящую из MAC-адреса клиента и арендованного IP-адреса. DHCP сервер отправляет связанное сообщение DHCPOFFER запрашивающему клиенту, как одноадресная передача (unicast), используя MAC-адрес сервера в качестве исходного адреса и MAC-адрес клиента в качестве адреса доставки.
Когда клиент получает DHCPOFFER с сервера, он отправляет обратно сообщение DHCPREQUEST. Это сообщение используется как для получения, так и для продления аренды. Когда используется для получения аренды, DHCPREQUEST служит в качестве уведомления о принятии выбранных сервером параметров, которые он предложил, и отклонении предложения от других серверов. Многие корпоративные сети используют несколько DHCP серверов, и сообщение DHCPREQUEST отправляется в виде широковещательной передачи, чтобы информировать все серверы о принятом предложении.
При получении сообщения DHCPREQUEST сервер проверяет информацию об аренде с помощью ICMP-запроса на этот адрес, чтобы убедиться, что он уже не используется и создает новую ARP запись для аренды клиента, а затем отвечает одноадресным DHCPACK-сообщением. Это сообщение является дубликатом DHCPOFFER, за исключением изменения поля типа сообщения. Когда клиент получает сообщение DHCPACK, он регистрирует информацию и выполняет поиск ARP для назначенного адреса. Если ответа на ARP нет, клиент знает, что адрес IP действителен и начинает использовать его как свой собственный.

Теперь рассмотрим, как происходит продление аренды адреса:

Когда срок аренды истек, клиент отправляет сообщение DHCPREQUEST непосредственно DHCP серверу, который первоначально предлагал адрес. Если DHCPACK не получен в течение определенного периода времени, то клиент передает другой DHCPREQUEST, чтобы один из других доступных серверов DHCP мог продлить аренду.
При получении сообщения DHCPREQUEST сервер проверяет информацию об аренде, возвращая DHCPACK.

Поиск: Локальная сеть • Сервер • DHCP • IP-адрес