Протокол динамической настройки узлов (Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP) определен в документах RFC 2131 и RFC 2132. Архитектура DHCP делает его совместимым с ВООТР. Взаимодействие между клиентами ВООТР и серверами DHCP, а также клиентами DHCP и серверами ВООТР описано в документе RFC 1534. DHCP - это верный выбор, если говорить о протоколе настройки для сети, поскольку превосходит ВООТР по своим возможностям, сохраняя при этом поддержку существующих ВООТР-клиентов.
В DHCP применяются те же номера UDP-портов, что и в ВООТР (67 и 68), и тот же базовый формат пакетов. При этом протокол DHCP является не просто обновлением ВООТР. Он расширяет функциональность ВООТР в двух аспектах:
- Параметры настройки, распространяемые сервером DHCP, включают все значения, перечисленные в документе RFC Requirements for Internet Hosts (Требования для узлов сетей Интернет). DHCP обеспечивает клиента полным набором значений настройки TCP/IP.
- DHCP позволяет производить автоматическое выделение IP-адресов.
Изначальный пакет ВООТР в DHCP расширен и включает указание типа пакета DHCP, а также полный набор данных настройки. Значения этой части пакета в DHCP называются параметрами (options). В целях охвата всего набора параметров настройки из RFC Requirements for Internet Hosts поле Options имеет довольно большой размер и переменный формат.
Как правило, не возникает потребности в полном наборе значений настройки. Но речь не о том, что без каких-то значений можно обойтись - все параметры участвуют в процессе настройки TCP/IP. Просто не для каждого параметра требуется задавать определенное значение. В большинстве реализаций TCP/IP существуют значения по умолчанию, которые следует изменять лишь в особых случаях. Расширенные параметры настройки DHCP делают этот протокол более совершенным, чем ВООТР, но не этот аспект оказывается самым привлекательным среди нововведений в DHCP. Большинство сетевых администраторов гораздо больше интересует автоматическое выделение адресов IP. DHCP позволяет выполнять назначение адресов четырьмя путями:
Фиксированные постоянные адреса - Как и ранее, администратор может назначать адреса без помощи системы DHCP. При том, что подобное назначение происходит вне ведома DHCP, последний учитывает это, давая возможность исключать адреса из диапазонов тех, что находятся под управлением DHCP. Постоянные адреса встречаются в большинстве сетей.
Выделение вручную - Сетевой администратор сохраняет полную власть над адресами, назначая конкретные адреса конкретным клиентам при настройке DHCP. Точно так же управление адресами происходит в ВООТР. Выделение вручную не позволяет полностью задействовать потенциал DHCP, но может потребоваться для обслуживания клиентов ВООТР.
Автоматическое выделение - Сервер DHCP назначает постоянный адрес, выделяя его из резерва адресов. Администратор не участвует в процессе назначения адреса клиенту. Этот способ не позволяет применить способность сервера DHCP собирать и повторно использовать адреса.
Динамическое выделение - Сервер назначает адрес клиенту DHCP на ограниченный период времени. Выделение адреса с ограниченным временем жизни называется арендой (lease). Клиент может вернуть адрес серверу в любой момент, но обязан запросить продление аренды у сервера, чтобы сохранить его дольше предписанного времени жизни. Если клиент не запросил продление, сервер автоматически отбирает адрес. Динамическое выделение адресов - наиболее эффективное из применений DHCP.
Динамическое выделение полезно в любой сети, особенно в крупной, распределенной сети с флуктуацией (добавлением и удалением) узлов. Невостребованные адреса возвращаются серверу - без участия пользователей или системных администраторов. Адреса используются только по необходимости. Динамическое выделение позволяет максимально эффективно использовать ограниченный набор адресов и особенно удобно для мобильных систем, которые мигрируют из одной подсети в другую и постоянно нуждаются в получении новых адресов, соответствующих текущей сетевой дислокации. Даже в самых маленьких сетях динамическое выделение облегчает труд сетевого администратора.
Динамическое выделение адресов действует не для всех систем. Серверы имен, почтовые серверы, узлы регистрации и прочие системы совместного доступа постоянно находятся в сети и не являются мобильными. К ним обращаются по именам, а преобразование доменного имени должно приводить к получению верного адреса. Таким системам вручную выделяются постоянные фиксированные адреса.
Динамическое назначение адресов оказывает существенное влияние на систему DNS. Смысл DNS - в отображении имен узлов в адреса IP. Если IР-адреса постоянно изменяются, а система доменных имен об этом не узнает, она не сможет выполнять свою работу. Чтобы динамическое выделение заработало для всех типов систем, необходима служба доменных имен, динамически обновляемая сервером DHCP. Существует система Dynamic DNS (DDNS), но пока еще она не получила широкого распространения. В должное время эта система сделает динамические адреса доступными не только для клиентов, но и для систем, предоставляющих доступ к сетевым службам.
Вследствие природы динамической адресации, в большинстве локальных сетей совместно используемым серверам назначаются постоянные адреса. Это делается путем обычного администрирования, и DHCP в этом процессе не участвует. По сути дела, администратор такого сервера получает адрес и использует этот адрес при настройке. Использование DHCP для настройки отдельных систем не означает, что система должна применяться для настройки всех систем без исключения.
Серверы DHCP могут осуществлять поддержку клиентов ВООТР. Но чтобы воспользоваться всеми премуществами DHCP, необходим DHCP-клиент. Клиенты ВООТР не умеют работать с динамической арендой адресов. Они не знают, что существует срок годности адреса и что аренда адреса подлежит продлению. Клиентам ВООТР должны назначаться постоянные фиксированные адреса - вручную либо автоматически. Настоящее динамическое назначение адресов - привилегия клиентов DHCP.
Итак, для большинства локальных сетей, в которых применяется DHCP, верны следующие пункты:
- Постоянные адреса назначаются системам, которые не могут работать с DHCP
- Клиентам ВООТР адреса назначаются вручную
- Всем клиентам DHCP адреса назначаются динамически
В результате встает вопрос: каким образом клиент, не знающий собственного адреса, способен общаться с сервером? DHCP регламентирует простой обмен пакетами, позволяющий клиенту обнаружить сервер и получить настройки.
