Назначение адресов и протокол DHCP

Правильный IP-адрес нужен каждому устройству, использующему TCP/IP, а точнее каждому интерфейсу в каждом устройстве, которое использует стек TCP/IP. Для некоторых устройств адрес можно и нужно задавать статически. Например, большинство широко распространенных компьютерных операционных систем, которые поддерживают TCP/IP, позволяют пользователю статически сконфигурировать IP-адрес на каждом интерфейсе. Маршрутизаторы и коммутаторы также используют статически сконфигурированные IP-адреса.

Серверы также обычно используют статически заданные IP-адреса. Использование статически сконфигурированного и редко изменяемого IP-адреса удобно потому, что все ссылки на этот сервер могут долгое время оставаться неизменными. Очень удобно, если расположение любимого гастронома не меняется и мы всегда знаем, где можно купить продукты и что можно доставить их домой по дороге с работы. Аналогичная концепция действует и для IP-адресов. Если серверы имеют статические, не изменяемые IP-адреса, то пользователи этих серверов знают, как единообразно подключаться к этим серверам из любой точки.

В то же время среднему пользовательскому компьютеру не нужно использовать один и тот же IP-адрес каждый день. Продолжая аналогию с гастрономом, можно сказать, что покупатели могут каждую неделю переезжать на новую квартиру и всё равно будут знать, где находится гастроном, в то время как работникам гастронома не нужно знать, где живут покупатели. Точно так же и серверы обычно не заботятся о том, что персональные компьютеры каждый день получают другие 1Р-адреса.

Машины конечных пользователей могут динамически получать IP-адреса и даже изменять их со временем, потому что изменение IP-адреса ни на что не влияет. DHCP определяет протоколы, которые используются для того, чтобы выделять компьютерам IP-адреса. DHCP использует сервер, на котором хранится список диапазонов IP-адресов, доступных в каждой подсети. DHCP-клиент может отправить DHCP-серверу сообщение, запрашивая выделение или аренду IP-адреса. В ответ сервер предлагает IP-адрес. Если этот адрес приемлемый, сервер отмечает, что данный адрес более не доступен для назначения другим узлам, а клиент получает в использование IP-адрес.

Протокол DHCP предоставляет клиентам IP-адреса, а также другую ин формацию. Например, узел должен знать свой IP-адрес, используемую маску подсети, стандартный шлюз, а также IP-адрес (или адреса) DNS-серверов. В большинстве современных сетей DHCP предоставляет конечным узлам всю эту информацию.

На рис. 4 показан типичный набор из четырех сообщений, которые используются между DHCP-сервером и клиентом для назначения IP-адреса и передачи другой информации. Следует заметить, что два первых сообщения являются широковещательными:

1. DHCP-сообщение Discover (широковещательное);

2. DHCP-сообщение Offer для клиента;

3. DHCP-сообщение Requestк серверу;

4. DHCP-сообщение Acknowledgement для клиента.

Рис.4 DHCP-сообщения для получения IP-адреса

На рис. 4 DHCP-сервер показан как сервер, что является обычным в сети предприятия. Однако, маршрутизаторы также могут обеспечивать DHCP-службу и делают это. На самом деле маршрутизаторы могут обеспечивать функции DHCP-сервера, динамически назначая IP-адреса компьютерам в небольшой домашней или офисной сети, а так же использовать функции DHCP -клиентов для динамического получения IP- адресов от провайдера интернет-услуг (ISP). Однако необходимость использования этих функций тесно связана с подключением к Интернет.

Протокол DHCP стал весьма распространенным. Большинство узлов конечных пользователей локальных корпоративных сетей получает свои IP-адреса и другую информацию через DHCP.