Что такое DHCP

Во время создания локальной сети и настройки роутера вы наверняка хотя бы раз встречались с аббревиатурой DHCP. Данный интернет-протокол необходим для нормальной работоспособности любой сети, и в этой статье вы узнаете о том, что такое DHCP, как его включить и настроить.

Что это DHCP

DHCP или Dynamic Host Configuration Protocol дословно значит «Протокол динамической настройки узла». Он используется для автоматической настройки сети и присвоения каждому устройству в ней своего IP-адреса. Многие пользователи применяют данную технологию вместо ручного присвоения IP, потому что DHCP проще и надежнее. Он может назначить не только адрес, но и маску, шлюз и прописать DNS.

Когда появился DHCP

Впервые данный протокол появился в далеком 1993 году в виде концептуальной технологии. Лишь четыре года спустя он обзавелся полной документацией и первым названием – RFC 2131.

На данный момент DHCP используется по умолчанию во всех системах. Технологии для работы с IP-адресами существовали и до появления этого протокола, но ни одна из них не была столь же надежной. Они были не способны автоматически присваивать IP всем устройствам в сети и не имели таких же гибки настроек. В то время не хватало протокола, который не конфликтовал бы со всеми остальными и мог бы динамически присваивать адреса всем девайсам. Только DHCP в итоге позволил сделать это.

DHCP

Как работает DHCP

Протокол DHCP состоит из двух частей: клиентская и серверная.

• На сервере происходит настройка сети и присвоение IP для всех новых устройств.
• С клиента осуществляется подключение к сети по средствам запроса настроек, IP-адреса, шлюза, маски и DNS от сервера.

После включения DHCP устройство самостоятельно запрашивает все необходимые данные от сервера и использует их для подключения к сети. По этому принципу работают все ваши компьютеры, телефоны, телевизоры, консоли и любые другие девайсы, которые могут подключаться к интернету. Практически каждая современная ОС поддерживает работу с DHCP.

Используем DHCP в локальной сети

Любой роутер, который стоит у вас дома, поддерживает работу с DHCP для создания локальной сети. Благодаря этому протоколу вам не нужно вручную настраивать подключение каждого устройства к вашему Wi-Fi или LAN-сети, задавая IP, шлюз, DNS и другие параметры. По умолчанию DHCP всегда включен как на роутере, так и на компьютере. Вы можете отключить его самостоятельно при необходимости. Если протокол по каким-либо причинам выключен или не работает, вы можете настроить его следующим образом:

• Войти в настройки роутера. Данные для входа должны быть написаны на нем же или в документации.
• Найти там раздел DHCP и включить его.
• Задать диапазон доступных IP-адресов. Начальным адресом будет шлюз (то есть сам роутер), а конечный вы можете задать сами или оставить как есть. Маска и DNS добавятся автоматически.
• Далее можно настроить время, на которое устройства будут получать конкретные адреса. Это нужно для того, чтобы освободить IP от девайса, который давно не появлялся в сети, и дать его другому.

Используем DHCP в локальной сети

Теперь осталось включить DHCP на компьютере. В ОС Windows 10 это делается так:

• Если вы уже подключены к какой-либо сети, нажмите на значок подключения к интернету на панели задач и выберите ее. Если нет, то нажмите по иконке ПКМ и выберите «Параметры сети и интернет», а затем «Состояние».
• Затем снова выберите нужную сеть.
• Пролистайте до раздела «Параметры IP» и нажмите кнопку «Редактировать».
• Выберите значение «Автоматически (DHCP)».
• Нажмите «Сохранить».

После этого ваш компьютер автоматически получит от сервера IP-адрес и другие данные для подключения к сети.

Использование DHCP в Интернете

Интернет-провайдеры часто применяют DHCP в своих сетях, чтобы выдавать глобальные адреса клиентам. Так как стандартные IPv4 постепенно заканчиваются из-за огромного количества устройств, подключенных к интернету, динамическое присвоение IP – отличный выход из ситуации.

Помимо этого, с помощью DHCP провайдеры выдают адреса DNS-серверов, которые пользователи просто могут не знать при настройке подключения к интернету.

Использование DHCP в Интернете

Ограничения DHCP

Для того, чтобы DHCP продолжал работать, его клиентская и серверная части должны быть постоянно активны. Если вы вручную зададите IP своему устройству, сервер не сможет его распознать. Из-за этого у вас появится два адреса на одном устройстве, вследствие чего начнется конфликт между ними и постоянные отключения интернета.

Протокол DHCP Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

Применяется к: Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016 Applies to: Windows Server (Semi-Annual Channel), Windows Server 2016

Этот раздел можно использовать для краткого обзора DHCP в Windows Server 2016. You can use this topic for a brief overview of DHCP in Windows Server 2016.

Помимо этого раздела, доступна следующая документация по DHCP. In addition to this topic, the following DHCP documentation is available.

Протокол DHCP — это протокол клиента или сервера, который автоматически предоставляет узел протокола IP с его IP-адресом и другие связанные сведения о конфигурации, такие как маска подсети и шлюз по умолчанию. Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) is a client/server protocol that automatically provides an Internet Protocol (IP) host with its IP address and other related configuration information such as the subnet mask and default gateway. RFC 2131 и 2132 определяют протокол DHCP в качестве стандарта Internet Engineering Task Force (IETF), основанного на протоколе начальной загрузки (BOOTP), протокола, с помощью которого DHCP предоставляет много сведений о реализации. RFCs 2131 and 2132 define DHCP as an Internet Engineering Task Force (IETF) standard based on Bootstrap Protocol (BOOTP), a protocol with which DHCP shares many implementation details. DHCP позволяет узлам получать необходимые сведения о конфигурации TCP/IP от DHCP-сервера. DHCP allows hosts to obtain required TCP/IP configuration information from a DHCP server.

Windows Server 2016 включает DHCP-сервер, который является необязательной ролью сервера сети, которую можно развернуть в сети для аренды IP-адресов и других сведений клиентам DHCP. Windows Server 2016 includes DHCP Server, which is an optional networking server role that you can deploy on your network to lease IP addresses and other information to DHCP clients. Все клиентские операционные системы на основе Windows включают DHCP-клиент как часть TCP/IP, а DHCP-клиент включен по умолчанию. All Windows-based client operating systems include the DHCP client as part of TCP/IP, and DHCP client is enabled by default.

Зачем использовать DHCP? Why use DHCP?

Каждое устройство в сети на основе TCP/IP должно иметь уникальный IP-адрес одноадресной рассылки для доступа к сети и ее ресурсам. Every device on a TCP/IP-based network must have a unique unicast IP address to access the network and its resources. Без DHCP IP-адреса новых компьютеров или компьютеров, перемещаемых из одной подсети в другую, необходимо настроить вручную. IP-адреса для компьютеров, удаленных из сети, необходимо вручную освободить. Without DHCP, IP addresses for new computers or computers that are moved from one subnet to another must be configured manually; IP addresses for computers that are removed from the network must be manually reclaimed.

При использовании DHCP весь процесс автоматизирован и управляется централизованно. With DHCP, this entire process is automated and managed centrally. DHCP-сервер поддерживает пул IP-адресов и арендованный адрес любому клиенту с поддержкой DHCP при запуске в сети. The DHCP server maintains a pool of IP addresses and leases an address to any DHCP-enabled client when it starts up on the network. Так как IP-адреса являются динамическими (арендованными), а не статическими (без постоянного назначения), адреса, которые больше не используются, автоматически возвращаются в пул для перераспределения. Because the IP addresses are dynamic (leased) rather than static (permanently assigned), addresses no longer in use are automatically returned to the pool for reallocation.

Сетевой администратор устанавливает DHCP-серверы, которые сохраняют информацию о конфигурации TCP/IP и предоставляют клиентам с поддержкой DHCP в виде предложения аренды. The network administrator establishes DHCP servers that maintain TCP/IP configuration information and provide address configuration to DHCP-enabled clients in the form of a lease offer. DHCP-сервер хранит сведения о конфигурации в базе данных, которая включает в себя: The DHCP server stores the configuration information in a database that includes:

Допустимые параметры конфигурации TCP/IP для всех клиентов в сети. Valid TCP/IP configuration parameters for all clients on the network.

Допустимые IP-адреса, поддерживаемые в пуле для назначения клиентам, а также исключенные адреса. Valid IP addresses, maintained in a pool for assignment to clients, as well as excluded addresses.

Зарезервированный IP-адрес адреса, связанные с конкретными клиентами DHCP. Reserved IP addresses associated with particular DHCP clients. Это обеспечивает единообразное назначение одного IP-адреса одному клиенту DHCP. This allows consistent assignment of a single IP address to a single DHCP client.

Срок действия аренды или период времени, в течение которого IP-адрес может быть использован до продления срока аренды. The lease duration, or the length of time for which the IP address can be used before a lease renewal is required.

Клиент с поддержкой DHCP при принятии предложения аренды получает: A DHCP-enabled client, upon accepting a lease offer, receives:

Допустимый IP-адрес для подсети, к которой подключается. A valid IP address for the subnet to which it is connecting.

Запрошенные параметры DHCP, которые являются дополнительными параметрами, настроенными DHCP-сервером для назначения клиентам. Requested DHCP options, which are additional parameters that a DHCP server is configured to assign to clients. Некоторые примеры параметров DHCP: маршрутизатор (шлюз по умолчанию), DNS-серверы и доменное имя DNS. Some examples of DHCP options are Router (default gateway), DNS Servers, and DNS Domain Name.

Преимущества DHCP Benefits of DHCP

DHCP предоставляет следующие преимущества. DHCP provides the following benefits.

Конфигурация надежных IP-адресов. Reliable IP address configuration. DHCP свертывает ошибки конфигурации, вызванные ручной конфигурацией IP-адресов, например типографскими ошибками, или конфликты адресов, вызванные назначением IP-адреса более чем одному компьютеру одновременно. DHCP minimizes configuration errors caused by manual IP address configuration, such as typographical errors, or address conflicts caused by the assignment of an IP address to more than one computer at the same time.

Сокращенное администрирование сети. Reduced network administration. Служба DHCP включает следующие функции для сокращения сетевого администрирования: DHCP includes the following features to reduce network administration:

Централизованная и автоматизированная конфигурация TCP/IP. Centralized and automated TCP/IP configuration.

Возможность определять конфигурации TCP/IP из центрального расположения. The ability to define TCP/IP configurations from a central location.

Возможность назначать полный диапазон дополнительных значений конфигурации TCP/IP с помощью параметров DHCP. The ability to assign a full range of additional TCP/IP configuration values by means of DHCP options.

Эффективная обработка изменений IP-адресов для клиентов, которые должны обновляться часто, например для портативных устройств, которые перемещаются в разные места в беспроводной сети. The efficient handling of IP address changes for clients that must be updated frequently, such as those for portable devices that move to different locations on a wireless network.

Пересылка начальных сообщений DHCP с помощью агента ретранслятора DHCP, что устраняет необходимость в DHCP-сервере для каждой подсети. The forwarding of initial DHCP messages by using a DHCP relay agent, which eliminates the need for a DHCP server on every subnet.

Что такое DHCP и как это работает

Даже многие системные администраторы, годами работающие с сетевыми устройствами, не всегда могут дать чёткий и внятный ответ — что такое DHCP сервер. Знают что если он работает, то у компьютера появится IP-адрес — и то хорошо.
А ведь это очень важный момент! Этот протокол значительно облегчает жизнь системному администратору при настройке и управлении сетями. Он работает как в обычных домашних сетях на бытовых WiFi-роутерах и модемах, так и в крупных корпоративных сетях и помогает компьютеру, ноутбуку или иному сетевому устройству быстро получить АйПи-адрес и идентифицироваться.
Давайте подробнее рассмотрим основные принципы работы DHCP сервера.

Что такое DHCP?

DHCP — Dynamic Host Configuration Protocol — это протокол динамической настройки узла прикладного уровня по модели OSI. Он разработан ещё в 1993 году, но до сих пор не только не потерял актуальности, но и наоборот — получил новую версию для работы с протоколом IPv6. Модель работы — «Клиент-сервер». При этом, у DHCP-сервера есть собственный метод обмена сообщениями между клиентом и сервером. Протокол позволяет выполнить автоматическую настройку протокола IP версии 4, а так же и более новой версии 6, тем самым облегчив процесс настройки сети и исключив вероятность ошибки при ручном вводе данных.

Что делает DHCP-сервер?!

На ДХЦП-сервере системным администратором задаётся определённый диапазон IP-адресов, которые можно выдавать устройствам-клиентам при обращении. При этом дополнительно может настраиваться срок аренды адреса (lease time) в течение которого он закреплён за MAC-адресом компьютера и не может быть занят иным устройством.

У сервера есть три варианта распределения адресов в сети:

1 — Динамическое . Именно этот вариант работает на 95% серверов. Адрес выдаётся компьютеру на определённый срок (время аренды), по истечению которого АйПи будет считаться свободным и может быть назначен иному компьютеру в сети.

2 — Автоматическое . Всё аналогично динамическому распределению, за тем лишь исключением, что IP выдаётся устройство на постоянной основе и более не меняется.

3 — Ручное . В этом случае администратором сервера составляется таблица соответствия IP и MAC-адресов устройств, согласно которой в дальнейшем они и будут получать сетевые параметры. Этот способ практически не используется. Если только в сетях с повышенным уровнем безопасности.

Как работает DHCP сервер

Работа сервера основывается на широковещательных сетевых запросах. Процедура «общения» клиента и сервера выглядить примерно так:

1. Клиент отправляет broadcast-сообщение «Мне нужен IP»
2. Сервер отвечает таким же сообщением «У меня есть адрес xxx.xxx.xxx.xxx. Устроит?»
3. Клиент — «Да устроит!»
4. Сервер — «ОК! Адрес xxx.xxx.xxx.xxx зарезервирован за тобой».
Для представленного «общения» используются следующие специальные широковещательные broadcast-запросы.

Вот, для наглядности, схема диалога клиента и сервера ДХЦП:

Диапазон IP-адресов, предназначенных для распределения между клиентами одной сети с помощью протокола DHCP, рассматривается как единый административный блок. Он называется «область действия» — scope. Если сервер работает с несколькими подсетями, то при настройке службы DHCP, администратор должен создать отдельную область действия для каждой физической подсети.
В идеале, для стабильной работы, для каждого обслуживаемого сегмента сети должно быть как минимум два DHCP-сервера, но для домашнего использования это требование не актуально.

Виды запросов сервера

Схема обмена сообщениями между клиентом и DHCP сервером:

DHCPDISCOVER — Это сообщение отправляется клиентом при подключении к сети для поиска активного DCHP сервера. При этом в качестве исходного IP используется 0.0.0.0 , а в качестве адреса доставки — 255.255.255.255 .

DHCPOFFER — Ответное сообщение DHCP-сервера на клиентский запрос DHCPDISCOVER, в котором предлагаются определённые сетевые настройки.

DHCPREQUEST — Broadcast-сообщение от клиента в ответ на DHCPOFFER, сообщающее о том, что он принял настройки.

DHCPACK — ответное послание клиенту после получения от него DHCPREQUEST, означающее завершение процесса общения. Оно подтверждает о том, что всё согласовано и ПК может работать в сети.

DHCPRELEASE — Такое широковещательное сообщение отправляется клиентом если он прекращает использования сетевого адреса.

DHCPNAK — Этот ответ будет отправлен клиенту в случае, если невозможно удовлетворить параметры DHCPREQUEST.

DHCPDECLINE — Широковещательный ответ серверу в том случае, когда клиент обнаруживает, что присвоенный ему IP-адрес уже используется.

DHCPINFORM — Сообщение серверу в том случае, если у клиента DHCP прописан статический IP-адрес и он не нуждается в динамическом распределении.

Сообщения протокола DCHP имеют следующие поля:

Поле	Длина (байты)	Описание
op	1	Тип сообщения
htype	1	Тип адреса аппаратной части
hlen	1	Длина адреса аппаратной части
hops	1	Используемое количество агентов ретрансляции. Клиенты устанавливают значение на 0.
xid	4	ID (уникальный идентификационный номер) транзакции используемой клиентом и серверов во время сессии
secs	2	Прошедшее время (в секундах) с момента запроса клиентом начала процесса
flags	2	Значение флагов
ciaddr	4	IP-адрес клиента (если имелся ранее).
yiaddr	4	IP-адрес, предложенный сервером клиенту
siaddr	4	IP-адрес сервера
giaddr	4	IP-адрес relay-агента (агента ретрансляции)
chaddr	16	Адрес аппаратной части клиента (в основном MAC).
sname	64	Имя сервера.
file	128	Название загрузочного файла.
options	изменяемая	Дополнительные опции

Как включить DHCP на сетевом адаптере

В операционной системе Windows 10 DHCP-клиент включен по умолчанию как служба, а на сетевом адаптере необходимо выставить автоматическое получение IP. Для этого нажимаем комбинацию клавиш Win+R чтобы открыть окно «Выполнить» и вводим команду ncpa.cpl.

Нажимаем на кнопку «ОК». Появится окно с сетевыми подключениями Виндовс 10.

На том адаптере, где хотим включить DHCP, кликаем правой кнопкой чтобы появилось контекстное меню. В меню — выбираем пункт «Свойства».

В следующем окне надо выбрать строчку «IP версии 4(TCP/IPv4)» и нажимаем на кнопку «Свойства» чтобы открыть параметры протокола:

Здесь необходимо поставить галочки на автоматическое получение адресов и нажать на кнопку «ОК».

В операционных системах семейства Linux все настройки прописаны в конфигурационных файлах. Например, в популярной Ubuntu это /etc/network/interfaces . Вот пример конфига, который позволяет включить DHCP на сетевом адаптере eth0:

Здесь:
auto eth0 — автоматическое включение сетевой карты eth0 при загрузке системы.
iface eth0 inet static — этой строчкой мы указываем системе, что интерфейс сетевой карты eth0 находится в диапазоне адресов с динамическим получением ip.

Если в системе работает менеджер соединение Network Manager, то можно включить DHCP на сетевом адаптере и в графическом интерфейсе: