Основные понятия протокола DHCP

Область DHCP (scope). Под областью DHCP понимается обьект, идентифицирующий диапазон последовательных возможных IP-адресов для всех DHCP-клиентов в физической подсети. Области определяют логическую подсеть, для которой должны предоставляться услуги DHCP, и позволяют серверу задавать параметры конфигурации, выдаваемые всем DHCP-клиентам в подсети. Область должна быть определена прежде, чем DHCP-клиенты смогут использовать DHCP-сервер для динамической конфигурации TCP/IP.

Суперобласти (superscope). Множество областей, сгруппированных в отдельный административный объект, представляет собой суперобласть. Суперобласти полезны для решения различных задач службы DHCP.

Пул адресов (address pool). Если определена область DHCP и заданы диапазоны исключения, то оставшаяся часть адресов называется пулом доступных адресов (в пределах области). Эти адреса могут быть динамически назначены клиентам DHCP в сети.

Диапазоны исключения (exclusion range). Диапазон исключения — ограниченная последовательность IP-адресов в пределах области, которые должны быть исключены из предоставления службой DHCP.

Резервирование (reservation). Резервирование позволяет назначить клиенту постоянный адрес и гарантировать, что указанное устройство в подсети может всегда использовать один и тот же IP-адрес.

Период аренды (lease). Под периодом аренды понимается отрезок времени, в течение которого клиентский компьютер может использовать выделенный IP-адрес. В момент истечения половины срока действия аренды клиент должен возобновить аренду, обратившись к серверу с повторным запросом. Следует помнить о том, что продолжительность периода аренды влияет на частоту обновления аренды (другими словами, на интенсивность обращений к серверу);

Опции DHCP (option DHCP). Опции DHCP представляют собой дополнительные параметры настройки клиентов, которые DHCP-сервер может назначать одновременно с выделением IP-адреса. Сервер DHCP поддерживает более 30 опций DHCP. В качестве примера опции DHCP можно привести следующие параметры: IP-адреса шлюза по умолчанию, WINS-серверы или DNS-серверы. Опции могут быть определены как для каждой области отдельно, так и глобально для всех областей, размещенных на DHCP-сервере. Кроме стандартных опций, описанных в спецификации протокола DHCP, администратор может определять собственные опции.

Когда новый DHCP-клиент подключается к сети, он запрашивает уникальный IP-адрес у DHCP-сервера. DHCP-сервер выделяет клиенту один адрес из пула адресов. Этот процесс состоит из четырех шагов: 1) клиент DHCP запрашивает IP-адрес (DHCP Discover, обнаружение), 2) DHCP-сервер предлагает адрес (DHCP Offer, предложение), 3) клиент принимает предложение и запрашивает адрес (DHCP Request, запрос) и 4) адрес официально назначается сервером (DHCP Acknowledgement, подтверждение).

Когда DHCP-клиент нуждается в получении адреса, он рассылает по сети широковещательный запрос. Получая этот запрос, DHCP-сервер просматривает имеющиеся области действия, определяя — имеется ли область действия для данной подсети. Если необходимый пул адресов имеется, сервер вступает с клиентом во взаимодействие.
Приступая к настройке службы DHCP, администратор должен создать отдельную область действия для каждой физической подсети. Если в сети имеется несколько DHCP-серверов, необходимо распределить имеющиеся диапазоны адресов между ними. Как правило, для каждой подсети должно быть как минимум два DHCP-сервера, способных выдать необходимый IP-адрес. Для этого имеющиеся диапазоны адресов делятся между двумя DHCP-серверами в некотором соотношении. При этом рекомендуется следующая схема. Для каждой подсети на ближайшем DHCP-сервере размещается 80 процентов имеющихся адресов. Остальные 20 процентов размещаются на одном из оставшихся DHCP-серверов. Этот сервер возьмет на себя обязанности по выдаче адресов для рассматриваемой подсети, если основной сервер выйдет из строя. Применение подобной схемы позволяет гарантировать, что ни один запрос клиента не останется без ответа.

На уровне областей действия происходит управление процессом выдачи IP-адресов. Для решения задачи однообразного конфигурирования клиентов DHCP-сервер использует механизм опций (options). Опции позволяют предоставить DHCP-клиентам различную информацию о настройках компонентов стека протоколов TCP/IP. Каждая опция идентифицируется посредством уникального 8-разрядного кода, определяющего назначение опции. В спецификации DHCP определено несколько десятков разнообразных опций, в дополнение к которым корпорация Microsoft предложила несколько собственных.

Опции могут быть определены на уровне всего сервера, отдельной области действия, класса и отдельного клиента. В последнем случае требуется, чтобы на DHCP-сервере для клиента был зарезервирован некоторый адрес. Опции, определенные на уровне сервера, позволяют однообразно конфигурировать всех клиентов, обслуживаемых сервером. Опции, определенные на уровне отдельной области действия, будут использованы для настройки клиентов из одной подсети. Администраторы часто используют такую возможность для того, чтобы снабдить клиентов одной подсети информацией о существующих маршрутизаторах.

Все четыре уровня различаются по приоритетам. Это дает возможность реализовать переопределение опций, что, в свою очередь, позволяет повысить гибкость и удобство конфигурирования клиентов. Для настройки клиентов будут использоваться опции, имеющие наиболее высокий приоритет. Самый низкий приоритет имеют опции, определенные на уровне сервера. Опции, определенные на уровне клиента, обладают наивысшим приоритетом.

Отдельно следует сказать о специальном агенте ретрансляции ВООТР/ DHCP. Работа протоколов ВООТР и DHCP основана на механизмах широковещания. Маршрутизаторы по умолчанию обычно не ретранслируют широковещательные рассылки, что может создать трудности для получения IP-адресов клиентами, находящимися в другой подсети. Передача широковещательных рассылок DHCP/BOOTP выполняется агентом ретрансляции. Под агентом ретрансляции DHCP понимается хост, который прослушивает подсети на наличие широковещательных сообщений DHCP/BOOTP и переадресовывает их на некоторый заданный DHCP-сервер. Использование агентов ретрансляции избавляет от необходимости устанавливать сервер DHCP в каждом физическом сегменте сети. Агент не только обслуживает прямые локальные запросы клиента DHCP и перенаправляет их на удаленные DHCP-серверы, но также возвращает ответы удаленных DHCP-серверов клиентам.