Настройка динамической адресации в компьютерных сетях

ДИНАМИЧЕСКАЯ АДРЕСАЦИЯ В IP-СЕТЯХ

Одной из основных задач системного администратора является настройка стек протоколов TCP/IP на всех компьютерах сети. Есть несколько необходимых параметров, которые следует настроить на каждом компьютере – это IP-адрес, маска подсети, шлюз по умолчанию, IP-адреса DNS-серверов.Назначенные IP-адреса должны быть уникальны. В случае каких-либо изменений (например, изменился IP-адрес DNS сервера или шлюза по умолчанию) их нужно отразить на всех компьютерах. Если какие-либо параметры не указаны или неверны, сеть не будет работать стабильно.Если в сети менее десяти компьютеров, администратор может успешно справляться с задачей настройки стека TCP/IP вручную, т.е. на каждом компьютере отдельно вводить параметры. IP-адрес, назначенный таким образом, называется статическим. При числе узлов сети более десяти (многие сети включают десятки и сотни хостов) задача распределения параметров вручную становится трудной или вовсе невыполнимой.В стеке TCP/IP существует протокол, позволяющий автоматизировать процесс назначения IP-адресов и других сетевых параметров, который называется DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol (протокол динамической конфигурации хоста). Использование этого протокола значительно облегчает труд системного администратора по настройке сетей средних и больших размеров. Описание протокола DHCP приводится в документе RFC 2131.Протокол DHCP реализуется по модели «клиент-сервер», т.е. в сети должны присутствовать DHCP-сервер и DHCP-клиент.На компьютере-сервере хранится база данных с сетевыми параметрами и работает служба DHCP сервера. Компьютер-клиент осуществляет запросы на автоматическую конфигурацию, и DHCP-сервер при наличии свободных IP-адресов выдает требуемые параметры.Набор IP-адресов, выделяемых для компьютеров одной физической подсети, называется областью действия (scope). На одном сервере можно создать несколько областей действия. Важно только отслеживать, чтобы области действия не пересекались.При запросе клиента DHCP-сервер выделяет произвольный свободный IP-адрес из области действия совместно с набором дополнительных сетевых параметров. При необходимости некоторые адреса из области действия можно зарезервировать за определенным МАС-адресом. В этом случае только компьютеру с этим МАС-адресом будет выделяться зарезервированный IP-адрес.Адреса выделяются клиентам на определенное время, поэтому предоставление адреса называется арендой (lease).Основная функция протокола DHCP – предоставление в аренду IP-адреса. Однако для правильной работы в сети TCP/IP хосту необходим ещё ряд параметров, которые также можно распространять посредством DHCP. Набор параметров указан в RFC 2132 . http://www.networksorcery.com/enp/protocol/bootp/options.htmПеречислим только основные параметры:

- Subnet mask – маска подсети;

- Router – список IP-адресов маршрутизаторов;

- Domain Name Servers – список адресов DNS-серверов;

- DNS Domain Name – DNS-суффикс клиента;

- Lease Time – срок аренды (в секундах);

- Renewal Time (T1) – период времени, через который клиент начинает продлевать аренду;

- Rebinding Time (T2) – период времени, через который клиент начинает осуществлять широковещательные запросы на продление аренды.

Диаграмма переходов, иллюстрирующая принципы работы протокола DHCP, приведена на рисунке 1.6. На схеме овалами обозначены состояния, в которых может находиться DHCP-клиент. Из одного состояния в другое клиент может переходить только по дугам. Каждая дуга помечена дробью, числитель которой обозначает событие (чаще всего это сообщение от DHCP-сервера), после которого клиент переходит в соответствующее состояние, а знаменатель описывает действия DHCP-клиента при переходе. Черточка в числителе означает безусловный переход.

Рисунок 1.6 – Принцип работы протокола DHCP

Начальное состояние, в котором оказывается служба DHCP-клиента при запуске – это «Инициализация». Из этого состояния происходит безусловный переход в состояние «Выбор» с рассылкой широковещательного сообщения DHCPDISCOVER. DHCP-серверы (в одной сети их может быть несколько), принимая сообщение, анализируют свою базу данных на предмет наличия свободных IP-адресов. В случае успеха, серверы отправляют сообщение DHCPOFFER, которое помимо IP-адреса содержит дополнительные параметры, призванные помочь клиенту выбрать лучшее предложение.Сделав выбор, клиент посылает широковещательное сообщение DHCPREQUEST, запрашивая предложенный IP-адрес и требуемые параметры (например, маска подсети, шлюз по умолчанию, IP-адреса DNS-серверов и др.) и переходит в состояние «Запрос». Данное сообщение требуется посылать широковещательно (т.е. оно должно доставляться всем компьютерам подсети), так как DHCP-серверы, предложения которых клиент отклонил, должны знать об отказе.В состоянии «Запрос» клиент ожидает подтверждение сервера о возможности использования предложенных сетевых параметров. В случае прихода такого подтверждения (сообщение DHCPACK) клиент переходит в состояние «Аренда», одновременно начиная отсчет интервалов времени Т1 и Т2. Если сервер по каким-либо причинам не готов предоставить клиенту предложенный IP-адрес, он посылает сообщение DHCPNAK. Клиент реагирует на это сообщение переходом в исходное состояние «Инициализация», чтобы снова начать процесс получения IP-адреса.Состояние «Аренда» является основным рабочим состоянием – клиента имеет все необходимые сетевые параметры, и сеть может успешно функционировать. Через временной интервал Т1от момента получения аренды (обычно Т1 равно половине общего времени аренды^{^[1]}) DHCP-клиент переходит в состояние «Обновление» и начинает процесс обновления аренды IP-адреса. Сначала клиент посылает DHCP-серверу сообщение DHCPREQUEST, включающее арендованный IP-адрес. Если DHCP-сервер готов продлить аренду этого адреса, то он отвечает сообщением DHCPACK и клиент возвращается в состояние «Аренда» и заново начинает отсчитывать интервалы Т1 и Т2. В случае, если в состоянии «Обновление» по истечении интервала времени Т2 (который обычно устанавливается равным 87,5% от общего времени аренды) все ещё не получено подтверждение DHCPACK, клиент переходит в состояние «Широковещательное обновление» с рассылкой широковещательного сообщения DHCPREQUEST. Такая рассылка делается в предположении, что DHCP-сервер поменял свой IP-адрес (или перешел в другую подсеть) и передал свою область действия другому серверу. В этом состоянии получение DHCPACK возвращает клиента в состояние «Аренда» и аренда данного IP-адреса продлевается. Если клиент получает от сервера сообщение DHCPNAK или общее время аренды истекает, то происходит переход в состояние «Инициализация» и клиент снова пытается получить IP-адрес. В процессе работы может оказаться, что время аренды не истекло, а служба DHCP-клиента прекратила работу (например, в случае перезагрузки). В этом случае DHCP-клиент начинает работу в состоянии «Инициализация после перезагрузки», рассылает широковещательное сообщение DHCPREQUEST и переходит в состояние «Перезагрузка». В случае подтверждения продления аренды (сообщение DHCPACK от DHCP-сервера) клиент переходит в состояние «Аренда». Иначе (сообщение DHCPNAK) клиент оказывается в состоянии «Инициализация».

Рассмотрим настройку DHCP-сервера на примере ОС Windows 2008 Server R2.

Для того чтобы DHCP-сервер не мешал работать сети университета необходимо подключиться в Wi-Fi сетям (Seri1-4ars) и задать на своих личных машинах IP адреса из диапазона 172.16.198.1 – 172.16.198.100 с маской 255.255.240.0

Перед установкой DHCP необходимо задать статический IP адрес на сервер из таблицы «Варианты заданий для лабораторной работы № 4-5» IP-адрес DHCP-сервера.

1. Установка DHCP

Добавляем роль

Запускаем Мастер добавления ролей