Dynamic Host Configuration Protocol je síťový protokol používaný k automatizaci procesu přidělování IP adres a dalších parametrů síťové konfigurace zařízením (jako jsou počítače, chytré telefony a tiskárny) v síti.

Co je DHCP?

DHCP je zkratka pro Dynamic Host Configuration Protocol. Je to kritická funkce, na které uživatelé podnikové sítě komunikují. DHCP pomáhá podnikům hladce řídit přidělování IP adresy do zařízení koncových uživatelů, jako jsou stolní počítače, notebooky, mobilní telefony atd., je protokol aplikační vrstvy, který se používá k poskytování:

Subnet Mask (Option 1 - e.g., 255.255.255.0) Router Address (Option 3 - e.g., 192.168.1.1) DNS Address (Option 6 - e.g., 8.8.8.8) Vendor Class Identifier (Option 43 - e.g.,  'unifi' = 192.168.1.9 ##where unifi = controller)>

DHCP je založeno na a model klient-server a na základě zjištění, nabídky, požadavku a potvrzení.

Proč používat DHCP?

DHCP pomáhá řídit celý proces automaticky a centrálně. DHCP pomáhá udržovat jedinečnou IP adresu pro hostitele používajícího server. Servery DHCP uchovávají informace o konfiguraci TCP/IP a poskytují konfiguraci adresy klientům s podporou DHCP ve formě nabídky pronájmu.

c# tutoriál

Komponenty DHCP

Mezi hlavní součásti DHCP patří:

• DHCP server: DHCP Server je server, který uchovává IP adresy a další informace související s konfigurací.
• Klient DHCP: Je to zařízení, které přijímá konfigurační informace ze serveru. Může to být mobilní telefon, notebook, počítač nebo jakékoli jiné elektronické zařízení, které vyžaduje připojení.
• DHCP Relé: Relé DHCP v podstatě fungují jako komunikační kanál mezi klientem DHCP a serverem.
• Fond IP adres: Je to fond nebo kontejner IP adres vlastněných serverem DHCP. Má řadu adres, které lze přidělit zařízením.
• Podsítě: Podsítě jsou menší části sítě IP rozdělené tak, aby byly sítě pod kontrolou.
• Pronájem: Je to prostě doba, po kterou platí informace obdržené ze serveru, v případě vypršení nájemní smlouvy musí nájemce nájem znovu přiřadit.
• DNS servery: Servery DHCP mohou také poskytnout DNS (Domain Name System) informace o serveru klientům DHCP, což jim umožňuje překládat názvy domén na adresy IP.
• Výchozí brána: Servery DHCP mohou také poskytovat informace o výchozí bráně, což je zařízení, na které jsou odesílány pakety, když je cíl mimo místní síť.
• Možnosti: Servery DHCP mohou klientům poskytovat další možnosti konfigurace, jako je maska ​​podsítě, název domény a informace o časovém serveru.
• Obnova: Klienti DHCP mohou požádat o obnovení zapůjčení před vypršením platnosti, aby zajistili, že budou mít i nadále platnou adresu IP a informace o konfiguraci.
• Failover: Servery DHCP lze nakonfigurovat pro převzetí služeb při selhání, kdy dva servery spolupracují, aby zajistily redundanci a zajistily, že klienti mohou vždy získat adresu IP a informace o konfiguraci, i když jeden server vypadne.
• Dynamické aktualizace: Servery DHCP lze také nakonfigurovat tak, aby dynamicky aktualizovaly záznamy DNS pomocí adresy IP klientů DHCP, což umožňuje snadnější správu síťových zdrojů.
• Protokolování auditu: Servery DHCP mohou uchovávat protokoly auditu všech transakcí DHCP, což správcům poskytuje přehled o tom, která zařízení používají jaké adresy IP a kdy se přidělují nebo obnovují zapůjčení.

Obr Formát paketu DHCP

• Délka hardwaru: Toto je 8bitové pole definující délku fyzické adresy v bajtech. např. pro Ethernet hodnota je 6.
• Počet skoků: Toto je 8bitové pole definující maximální počet skoků, kterými může paket projít.
• ID transakce: Toto je 4bajtové pole nesoucí celé číslo. Identifikaci transakce nastavuje klient a používá se ke spárování odpovědi s požadavkem. Server ve své odpovědi vrátí stejnou hodnotu.
• Počet sekund: Toto je 16bitové pole, které udává počet sekund, které uplynuly od okamžiku, kdy se klient spustil.
• Vlajka: Toto je 16bitové pole, ve kterém se používá pouze bit zcela vlevo a zbytek bitu by měl být nastaven na os. Bit zcela vlevo určuje vynucenou všesměrovou odpověď ze serveru. Pokud by odpověď měla být jednosměrově vysílaná klientovi, cíl. IP adresa IP paketu je adresa přidělená klientovi.
• IP adresa klienta: Toto je 4bajtové pole, které obsahuje adresu IP klienta. Pokud klient tyto informace nemá, má toto pole hodnotu 0.
• Vaše IP adresa: Toto je 4bajtové pole, které obsahuje adresu IP klienta. Vyplňuje ji server na žádost klienta.
• IP adresa serveru: Toto je 4bajtové pole obsahující IP adresu serveru. Vyplní jej server v odpovědní zprávě.
• IP adresa brány: Toto je 4bajtové pole obsahující IP adresu routeru. IT je vyplněno serverem v odpovědi.
• Hardwarová adresa klienta: To je fyzická adresa I když server může získat tuto adresu z rámce zaslaného klientem, je efektivnější, pokud je adresa explicitně poskytnuta klientem ve zprávě požadavku.
• Název serveru: Toto je 64bajtové pole, které je volitelně vyplněno serverem v paketu odpovědi. Obsahuje řetězec zakončený nulou sestávající z názvu domény serveru. Pokud server nechce vyplnit toto pole daty, server jej musí vyplnit všemi 0.
• Spouštěcí název souboru: Toto je 128bajtové pole, které může být volitelně vyplněno serverem v paketu odpovědi. Obsahuje řetězec zakončený nulou, který se skládá z úplné cesty ke spouštěcímu souboru. Klient může tuto cestu použít k načtení dalších informací o zavádění. Pokud server nechce toto pole vyplnit údaji, musí je vyplnit všemi 0.
• Možnosti: Toto je 64bajtové pole s dvojím účelem. IT může nést buď další informace, nebo některé specifické informace o dodavateli. Pole se používá pouze v odpovědi. Server používá číslo, nazývané magické cookie, ve formátu IP adresy s hodnotou 99.130.83.99. Když klient dokončí čtení zprávy, hledá tento magický soubor cookie. Pokud je přítomno, dalších 60 bajtů jsou možnosti.

Fungování DHCP

DHCP pracuje na aplikační vrstvě protokolu TCP/IP. Hlavním úkolem DHCP je dynamicky přidělovat IP adresy klientům a přidělovat informace o konfiguraci TCP/IP klientům. Více informací naleznete v článku Fungování DHCP .

DHCP číslo portu pro server je 67 a pro klienta 68. Jedná se o protokol klient-server, který používá UDP služby . IP adresa je přiřazena ze skupiny adres. V DHCP si klient a server vyměňují hlavně 4 DHCP zprávy, aby navázali spojení, nazývané také DORA procesu, ale v procesu je 8 zpráv DHCP.

Fungování DHCP

8 zpráv DHCP

1. Zpráva o zjištění DHCP: Toto je první zpráva vygenerovaná v procesu komunikace mezi serverem a klientem. Tato zpráva je generována klientským hostitelem, aby zjistil, zda je v síti přítomen nějaký DHCP server/servery. Tato zpráva je vysílána všem zařízením přítomným v síti za účelem nalezení serveru DHCP. Tato zpráva je dlouhá 342 nebo 576 bajtů

Objevovací zpráva DHCP

připojení v Javě

Jak je znázorněno na obrázku, zdroj MAC adresa (PC klienta) je 08002B2EAF2A, cílová MAC adresa (server) je FFFFFFFFFFFF, zdrojová IP adresa je 0.0.0.0 (protože PC dosud neměl žádnou IP adresu) a cílová IP adresa je 255.255.255.255 (použitá IP adresa pro vysílání). Když zjistí, zpráva je vysílána, aby zjistila DHCP server nebo servery v síti, proto se používá broadcast IP adresa a MAC adresa.

2. DHCP nabízí zprávu: Server odpoví hostiteli v této zprávě s uvedením nepronajaté IP adresy a dalších informací o konfiguraci TCP. Tato zpráva je vysílána serverem. Velikost zprávy je 342 bajtů. Pokud je v síti přítomen více než jeden DHCP server, pak klientský hostitel přijme první zprávu DHCP NABÍDKA, kterou obdrží. V paketu je také uvedeno ID serveru, aby bylo možné server identifikovat.

java null kontrola

Zpráva nabídky DHCP

Nyní pro nabídkovou zprávu je zdrojová IP adresa 172.16.32.12 (IP adresa serveru v příkladu), cílová IP adresa je 255.255.255.255 (vysílaná IP adresa), zdrojová MAC adresa je 00AA00123456, cílová MAC adresa je FFFFFFFFFFFF. Zde je zpráva s nabídkou vysílána serverem DHCP, takže cílová IP adresa je broadcast IP adresa a cílová MAC adresa je FFFFFFFFFFFF a zdrojová IP adresa je IP adresa serveru a MAC adresa je MAC adresa serveru.

Server také poskytl nabízenou IP adresu 192.16.32.51 a dobu pronájmu 72 hodin (po této době bude záznam hostitele ze serveru automaticky vymazán). Identifikátor klienta je také MAC adresa PC (08002B2EAF2A) pro všechny zprávy.

3. Zpráva požadavku DHCP: Když klient obdrží zprávu s nabídkou, odpoví odesláním zprávy požadavku DHCP. Klient vytvoří bezplatnou ARP, aby zjistil, zda je v síti přítomen jiný hostitel se stejnou IP adresou. Pokud nepřijde žádná odpověď od jiného hostitele, pak v síti není žádný hostitel se stejnou konfigurací TCP a zpráva je odeslána na server s potvrzením přijetí IP adresy. K této zprávě je také přidáno ID klienta.

Zpráva požadavku DHCP

Nyní je zpráva s požadavkem vysílána klientským počítačem, takže zdrojová IP adresa je 0.0.0.0 (protože klient právě nemá žádnou IP) a cílová IP adresa je 255.255.255.255 (vysílaná IP adresa) a zdrojová MAC adresa je 08002B2EAF2A (MAC adresa PC) a cílová MAC adresa je FFFFFFFFFFFF.

Poznámka - Tato zpráva je vysílána po odvysílání požadavku ARP počítačem, aby se zjistilo, zda nabízenou IP nepoužívá některý jiný hostitel. Pokud nepřijde žádná odpověď, hostitelský klient odvysílá pro server zprávu s požadavkem DHCP ukazující přijetí adresy IP a jiné konfigurace TCP/IP.

4. Zpráva o potvrzení DHCP: V reakci na přijatou zprávu s požadavkem server provede záznam se zadaným ID klienta a sváže nabízenou IP adresu s dobou pronájmu. Nyní bude mít klient IP adresu poskytnutou serverem.

potvrzovací zpráva DHCP

Nyní server provede záznam klientského hostitele s nabízenou IP adresou a dobou pronájmu. Tuto IP adresu server neposkytne žádnému jinému hostiteli. Cílová MAC adresa je FFFFFFFFFFFF a cílová IP adresa je 255.255.255.255 a zdrojová IP adresa je 172.16.32.12 a zdrojová MAC adresa je 00AA00123456 (MAC adresa serveru).

5. Negativní potvrzovací zpráva DHCP: Kdykoli server DHCP obdrží požadavek na adresu IP, která je neplatná podle nakonfigurovaných oborů, odešle klientovi zprávu DHCP Nak. Např. když server nemá nevyužitou IP adresu nebo je fond prázdný, odešle server tuto zprávu klientovi.

6. Odmítnutí DHCP: Pokud klient DHCP zjistí, že nabízené konfigurační parametry jsou odlišné nebo neplatné, odešle serveru zprávu o odmítnutí DHCP. Když je odpověď na bezplatnou ARP jakýmkoli hostitelem klientovi, klient odešle na server zprávu o odmítnutí DHCP, která ukazuje, že nabízená IP adresa se již používá.

stránky java serveru

7. Vydání DHCP: Klient DHCP odešle na server paket uvolnění DHCP, aby uvolnil adresu IP a zrušil zbývající dobu zapůjčení.

8. DHCP informuje: Pokud adresa klienta získala IP adresu ručně, pak klient použije informace DHCP k získání dalších lokálních konfiguračních parametrů, jako je název domény. Jako odpověď na informační zprávu DHCP server DHCP vygeneruje zprávu o potvrzení DHCP s místní konfigurací vhodnou pro klienta bez přidělení nové adresy IP. Tato potvrzující zpráva DHCP je klientovi jednosměrově odeslána.

Poznámka - Všechny zprávy mohou být unicastovány také přenosovým agentem DHCP, pokud je server přítomen v jiné síti.

Výhody DHCP

• Centralizovaná správa IP adres.
• Centralizované a automatizované Konfigurace TCP/IP .
• Snadné přidávání nových klientů do sítě.
• Opětovné použití IP adres snižuje celkový počet IP adres, které jsou vyžadovány.
• Efektivní zpracování změn IP adresy pro klienty, které je třeba často aktualizovat, jako jsou například u přenosných zařízení, která se přesouvají na různá místa v bezdrátové síti.
• Jednoduchá rekonfigurace prostoru IP adres na serveru DHCP bez nutnosti překonfigurování každého klienta.
• Protokol DHCP poskytuje správci sítě metodu konfigurace sítě z centralizované oblasti.
• S pomocí DHCP lze dosáhnout snadné manipulace s novými uživateli a opětovného použití IP adres.

Nevýhody DHCP

• Může dojít ke konfliktu IP.
• Problém s DHCP je v tom, že klienti přijímají jakýkoli server. Pokud je tedy v blízkosti jiný server, klient se může připojit k tomuto serveru a tento server může klientovi odeslat neplatná data.
• Klient nemá přístup k síti bez DHCP serveru.
• Název zařízení se nezmění v případě, že je přiřazena nová IP adresa.

Často kladené otázky o DHCP – FAQ

Jaké jsou běžné problémy s DHCP?

Pokud není server DHCP správně nastaven, může to způsobit potíže, jako jsou konflikty IP adres, nesprávné masky podsítě , nesprávné výchozí nastavení brány nebo nedostatečné fondy IP adres.

Jaký port se používá v DHCP?

DHCP používá UDP port 67 na serveru a UDP port 68 na klientovi.

Který protokol vrstvy je DHCP?

DHCP je protokol aplikační vrstvy.

Proč je preferováno DHCP?

Je to efektivnější metoda pro správu IP adres než přidělování statické adresy. DHCP používá stabilní protokol transportní vrstvy.