Автоматизація процесу призначення iр-адрес вузлам мережі - протокол dhcp

Як уже було сказано, IР-адреси можуть призначатися адміністратором мережі вручну. Це представляє для адміністратора стомлюючу процедуру. Ситуація ускладнюється ще тим, що багато користувачів не мають достатні знання для того, щоб конфігурувати свої комп'ютери для роботи в інтермережі й повинні тому покладатися на адміністраторів.

Протокол Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) був розроблений для того, щоб звільнити адміністратора від цих проблем. Основним призначенням DHCP є динамічне призначення IP-адрес. Однак, крім динамічного, DHCP може підтримувати й більш прості способи ручного й автоматичного статичного призначення адрес.

У ручній процедурі призначення адрес активна участь ухвалює адміністратор, який надає DНСР-серверу інформацію про відповідність IР-адреси фізичним адресам або іншим ідентифікаторам клієнтів. Ці адреси повідомляються клієнтам у відповідь на їхні запити до DНСР-серверу.

При автоматичному статичному способі DНСР-сервер привласнює IP-адресу (і, можливо, інші параметри конфігурації клієнта) з пулу можливих IР-адрес без втручання оператора. Границі пулу призначуваних адрес задає адміністратор при конфігуруванні DНСР-сервера. Між ідентифікатором клієнта і його IР-адресою як і раніше, як і при ручнім призначенні, існує постійна відповідність. Воно встановлюється в момент первинного призначення сервером DHCP IР-адреси клієнтові. При всіх наступних запитах сервер повертає той же самий IР-адрес.

При динамічному розподілі адрес DНСР-сервер видає адресу клієнтові на обмежений час, що дає можливість згодом повторно використовувати IР-адресу іншими комп'ютерами. Динамічний поділ адрес дозволяє будувати IP-мережу, кількість вузлів у якій набагато перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IР-адрес.

DHCP забезпечує надійний і простий спосіб конфігурації мережі TCP/IP, гарантуючи відсутність конфліктів адрес за рахунок централізованого керування їх розподілом. Адміністратор управляє процесом призначення адрес за допомогою параметра "тривалості оренди" (lease duration), яка визначає, як довго комп'ютер може використовувати призначений IР-адресу, перед тем як знову запросити його від сервера DHCP в оренду.

Прикладом роботи протоколу DHCP може служити ситуація, коли комп'ютер, що є клієнтом DHCP, віддаляється з підмережі. При цьому призначений йому IР-адрес автоматично звільняється. Коли комп'ютер підключається до іншої підмережі, то йому автоматично призначається нова адреса. Ні користувач, ні мережний адміністратор не втручаються в цей процес. Ця властивість дуже важлива для мобільних користувачів.

Протокол DHCP використовує модель клієнт-сервер. Під час старту системи комп'ютер-клієнт DHCP, що перебуває в стані "ініціалізація", посилає повідомлення discover (досліджувати), яке широкомовно поширюється по локальній мережі й передається всім DHCP-серверам приватної інтермережі. Кожний DНСР-сервер, що одержав це повідомлення, відповідає на нього повідомленням offer (пропозиція), яке містить IР-адресу й конфігураційну інформацію.

Комп'ютер-Клієнт DHCP переходить у стан "вибір" і збирає конфігураційні пропозиції від DНСР-серверів. Потім він вибирає одну із цих пропозицій, переходить у стан "запит" і відправляє повідомлення request (запит) тому DНСР-серверу, чия пропозиція була обрана.

Обраний DНСР-сервер посилає повідомлення DHCP-acknowledgment (підтвердження), що містить той же IР-адреса, який вже був посланий раніше на стадії дослідження, а також параметр оренди для цієї адреси. Крім того, DНСР-сервер посилає параметри мережної конфігурації. Після того, як клієнт одержить це підтвердження, він переходить у стан "зв'язок", перебуваючи в якім він може брати участь у роботі мережі TCP/IP. Комп'ютери-клієнти, які мають локальні диски, зберігають отримані адреси для використання при наступних стартах системи. При наближенні моменту витікання строку оренди адреси комп'ютер намагається обновити параметри оренди в DHCP-сервері, а якщо цей IР-адрес не може бути виділений знову, те йому надається інший IР-адрес.

У протоколі DHCP описується кілька типів повідомлень, які використовуються для виявлення й вибору DHCP-серверів, для запитів інформації про конфігурацію, для продовження й дострокового припинення ліцензії на IP-адресу. Усі ці операції спрямовані на те, щоб звільнити адміністратора мережі від стомлюючих рутинних операцій по конфігуруванню мережі.

Однак використання DHCP несе в собі й деякі проблеми. По-перше, це проблема узгодження інформаційної адресної бази в службах DHCP і DNS. Як відомо, DNS служить для перетворення символьних імен в IР-адреси. Якщо IР-адреси будуть динамічно зміняться сервером DHCP, те ці зміни необхідно також динамічно вносити в базу даних сервера DNS. Хоча протокол динамічної взаємодії між службами DNS і DHCP уже реалізований деякими фірмами ( так звана служба Dynamic DNS), стандарт на нього поки не прийнятий.

По-друге, нестабільність IР-адрес ускладнює процес керування мережею. Системи керування, засновані на протоколі SNMP, розроблені з розрахунком на статичність IР-адрес. Аналогічні проблеми виникають і при конфігуруванні фільтрів маршрутизаторів, які оперують із IP-адресами.

Нарешті, централізація процедури призначення адрес знижує надійність системи: при відмові DНСР-сервера всі його клієнти виявляються не в змозі одержати IP-адресу й іншу інформацію про конфігурацію. Наслідки такої відмови можуть бути зменшені шляхом використання в мережі декількох серверів DHCP, кожний з яких має свій пул IР-адрес.