Задачи и цели использования DHCP
Ниже представлен список основных задач DHCP.
1. DHCP представляет собой механизм, а не политику. DHCP должен управляться местными системными администраторами, путем задания желательных конфигурационных параметров.
2. Клиенты не должны требовать ручной конфигурации. Каждый клиент должен быть способен прочесть локальные конфигурационные параметры.
3. Сети не должны требовать ручной конфигурации для отдельных клиентов. В нормальных условиях, сетевой администратор не должен вводить какие-либо индивидуальные конфигурационные параметры клиента.
4. DHCP не требует отдельного сервера для каждой подсети.
5. Клиент DHCP должен быть готов получить несколько откликов на запрос конфигурационных параметров. Для повышения надежности и быстродействия можно использовать несколько DHCP-серверов, обслуживающих перекрывающиеся области сети.
6. DHCP должен сосуществовать с ЭВМ, которые сконфигурированы вручную.
7. DHCP должен быть совместим с логикой работы BOOTP-агента.
8. DHCP должен обслуживать существующих клиентов BOOTP.
DHCP должен:
1. Гарантировать, что любой специфический сетевой адрес не будет использоваться более чем одним клиентом DHCP одновременно.
2. Поддерживать DHCP конфигурацию клиента при стартовой перезагрузке DHCP-клиента. Клиенту DHCP должен, при каждом запросе по мере возможности, присваиваться один и тот же набор конфигурационных параметров (например, сетевой адрес).
3. Поддерживать конфигурацию DHCP-клиента при перезагрузке сервера, и, по мере возможности, DHCP-клиенту должен присваиваться один и тот же набор конфигурационных параметров.
4. Позволять автоматически присваивать конфигурационные параметры новым клиентам, чтобы избежать ручной конфигурации.
5. Поддерживать фиксированное или постоянное присвоение конфигурационных параметров для заданного клиента.
Основные компоненты службы
Основными компонентами службы DHCP являются:
- DHCP клиент — сетевое устройство, которое хочет получить параметры настройки TCP/IP;
- DHCP сервер — сетевое устройство, которое выдаёт параметры настройки TCP/IP;
- DHCP-ретранслятор (relay agent) — вспомогательный участник, который выполняет функции посредника между клиентом и сервером. Он используется в тех случаях, когда у клиента нет возможности обратиться к серверу напрямую, в частности, в том случае, если они находятся в разных широковещательных доменах. DHCP-ретранслятор обрабатывает стандартный широковещательный DHCP-запрос и перенаправляет его на DHCP-сервер в виде целенаправленного (unicast) пакета, а полученный от DHCP-сервера ответ, в свою очередь, перенаправляет DHCP-клиенту. В 2001г принят стандарт DHCP Relay Agent.
- Binding (сопряжение) - совокупность конфигурационных параметров, включая, как минимум, IP-адрес, присваиваемый DHCP-клиенту.
Распределение IP-адресов
Протокол DHCP предоставляет три способа распределения IP-адресов:
- Ручное распределение. При этом способе сетевой администратор сопоставляет аппаратному адресу (для Ethernet сетей это MAC-адрес) каждого клиентского компьютера определённый IP-адрес. Фактически, данный способ распределения адресов отличается от ручной настройки каждого компьютера лишь тем, что сведения об адресах хранятся централизованно (на сервере DHCP), и потому их проще изменять при необходимости.
- Автоматическое распределение. При данном способе каждому компьютеру на постоянное использование выделяется произвольный свободный IP-адрес из определённого администратором диапазона.
- Динамическое распределение. Этот способ аналогичен автоматическому распределению, за исключением того, что адрес выдаётся компьютеру не на постоянное пользование, а на определённый срок. Это называется арендой адреса. По истечении срока аренды IP-адрес вновь считается свободным, и клиент обязан запросить новый (он, впрочем, может оказаться тем же самым). Кроме того, клиент сам может отказаться от полученного адреса.
Некоторые реализации службы DHCP способны автоматически обновлять записи DNS, соответствующие клиентским компьютерам, при выделении им новых адресов.
Опции DHCP
Помимо IP-адреса, DHCP также может сообщать клиенту дополнительные параметры, необходимые для нормальной работы в сети. Эти параметры называются опциями DHCP.
Некоторыми из наиболее часто используемых опций являются:
- IP-адрес маршрутизатора по умолчанию;
- маска подсети;
- адреса серверов DNS;
- имя домена DNS.
Некоторые поставщики ПО могут определять собственные, дополнительные опции DHCP.
Устройство протокола
Протокол DHCP является клиент-серверным, то есть в его работе участвуют клиент DHCP и сервер DHCP. Передача данных производится при помощи протокола UDP, сервер должен отвечать на пакеты с IP-адресом 255.255.255.255, т.к. клиент может не знать где находится (какая IP-сеть, какой IP-адрес у DHCP), при этом сервер принимает сообщения от клиентов на порт 67 и отправляет сообщения клиентам на порт 68.
Структура сообщений DHCP
Все сообщения протокола DHCP разбиваются на поля (рис. 4.1), каждое из которых содержит определённую информацию. Все поля, кроме последнего (поля опций DHCP), имеют фиксированную длину.
Рис. 4.1. Структура сообщений DHCP.