DHCP – що це таке, як включити на сервер або клієнт, якщо не включений на мережевому адаптері або роутері, lease time, час оренди, служба та протокол

У статті описується протокол DHCP, і наводяться приклади конфігурації в операційних системах сімейства Windows 7 — 10, Windows Server 2008 R2 – 2016, CentOS/RHEL, Ubuntu.

DHCP – це протокол динамічної конфігурації хостов (Dynamic Host Configuration Protocol) розроблений для передачі мережевих налаштувань. Ґрунтується на клієнт-серверній архітектурі, застосовується для автоматичного налаштування мережевих інтерфейсів комп’ютерного та мережевого обладнання, а також для пристроїв, що підтримують завантаження по мережі. До основних передаються параметрами відносяться – IP-адреса, маска, шлюз, DNS. Сервер DHCP може передавати додаткові опції в залежності від вимог клієнта і мережевого оточення.

Розподіл адрес

У службі DHCP передбачені ручний, автоматичний і динамічний способи видачі адрес. Ручний метод заснований на резервуванні однієї IP клієнта для конкретної фізичної адреси (MAC). Зручність полягає лише в тому, що налаштування інтерфейсу клієнта відбувається автоматично і IP видається на постійне використання. У разі автоматичного виділення – сервер призначає IP вже з заданого пулу адрес. При динамічному – мережевий адресу видається на певний час, при цьому служба гарантує, що до закінчення встановленого інтервалу часу ця адреса не буде виданий іншому клієнту. У цьому випадку період часу, що називається часом оренди (lease time).

Принцип роботи

По архітектурі, робота протоколу заснована на взаємодії сервера і клієнта за допомогою обміну повідомлень. Всі повідомлення діляться на спеціальні поля:

Поле Байти (октеты) Пояснення
Op 1 Код повідомлення. 1 = запит, 2 = відповідь
Htype 1 Тип адреси пристрою — фізичний, мережевий.
Hlen 1 Довжина адреси пристрою.
Hops 1 Число вузлів з ретранслятором між хостами.
Xid 4 Ідентифікатор відповідності запиту та відповіді.
Secs 2 Час в секундах. Відлік від початку запиту.
Flags 2 Прапори.
Ciaddr 4 IP клієнта.
Yiaddr 4 В документації RFC 2131 — « (клієнт) IP «.
Siaddr 4 IP чергового DHCP сервера.
Giaddr 4 IP ретранслятора.
Chaddr 16 MAC-address клієнта.
Sname 64 Серверне ім’я (не обов’язкове).
File 128 Найменування файлу завантаження.
Options змінний Необов’язкові параметри.

NAT в роутері і на сервері – що це таке і де використовується

Формат повідомлень у чому успадкований від попереднього протоколу BOOTP, при відправці використовуються транспортний протокол UDP, порти DHCP 67, 68.

Протокольний обмін між клієнтом і сервером відбувається за такими повідомленнями:

Повідомлення Використання
DHCPDISCOVER Пошук доступних серверів за допомогою широкомовної розсилки.
DHCPOFFER Пропозиція мережевої конфігурації.
DHCPREQUEST Відправлення повідомлення серверів:

  • запит параметрів з одного сервера і відмова на пропозиції інших серверів;
  • підтверджує коректність раніше наданого адреси (наприклад, після перезавантаження);
  • продовження оренди мережевої адреси.
DHCPACK Відправка параметрів конфігурації, з мережевою адресою.
DHCPNAK Некоректну адресу (наприклад, при переїзді клієнта в іншу підмережа) або про закінчення терміну оренди.
DHCPDECLINE Адреса зайнятий.
DHCPRELEASE Звільнення мережевої адреси і відмова від оренди.
DHCPINFORM Запит параметрів локальної конфігурації; клієнт вже налаштований іншим способом.

Є ще одна цікава властивість служби – робота в режимі ретранслятора (relay). Коли клієнт і сервер знаходяться в різних підмережах, виникають проблеми при передачі конфігураційних параметрів (маршрутизатор не приймає широкомовну розсилку), в цьому випадку можна використовувати службу в якості ретранслятора. Тоді ретранслятор для клієнтської мережі буде локальним сервером, а запитувати параметри буде у основного сервера.

Включення DHCP

Для включення протоколу динамічної конфігурації вузлів в середовищі Windows необхідно запустити службу DHCP-клієнт і включити автоматичне отримання IP у властивостях мережевого підключення. Подібні дії необхідні, якщо Windows повідомляє, що DHCP не включений на мережевому адаптері. Виконується поетапно:

  1. Відкрити «Панель управління» (у командному рядку набрати команду control або скористатися меню «Пуск»).
  2. Вибрати «Адміністрування».
  3. Запустити ярлик «Служби».
  4. Служба повинна бути в статусі «Виконується». Тип запуску «Автоматично».

  5. Використовуючи «Панель управління», відкрити «Центр управління мережами і загальним доступом».
  6. Вибрати мережевий адаптер, до якого необхідно застосувати автоматичні настройки.
  7. Встановити перемикач IP та DNS сервера – отримувати автоматично.

Як записати відео з екрану комп’ютера зі звуком

Щоб включити сервер в операційній системі сімейства Linux необхідно:

  1. Внести в файл конфігурації мережевих параметрів:

BOOTPROTO=dhcp (CentOS/RHEL)
auto «ім’я користувача» (для Ubuntu)

  1. Зберегти файл конфігурації і зробити перезапуск мережевої служби або мережевої карти:

sudo systemctl restart networking – для CentOS/RHEL
послідовно ifdown «ім’я користувача», ifup «ім’я користувача» — для Ubuntu.

Налаштування на сервері

Для зміни параметрів в операційній системі Windows Server, необхідно виконати наступне:

  1. Додати роль DHCP Server.
  2. Налаштувати групу безпеки DHCP Administrators.
  3. В консолі управління «Server Manager» відкрити відповідну оснастку.
  4. В оснащенні задати параметри:
    • найменування області (scope) і діапазон IP для роздачі;
    • виключення в діапазоні;
    • часовий період оренди (lease);
    • в якості опцій задати шлюз (gateway) і сервер DNS.

Після активації області сервіс буде готовий до роботи і почне видавати адреси клієнтам.

В операційній системі сімейства Linux слід виконати наступні кроки:

  • встановити пакет «DHCP» або «isc-dhcp-server» з репозиторію (залежно від дистрибутива CentOS/RHEL або Ubuntu);
  • поставити в конфігурації сервісу DHCP наступні параметри:
    • subnet – мережа для якої застосовуються установки;
    • range – діапазон IP для роздачі;
    • option routers – шлюз;
    • max-lease-time – максимальний час оренди;
    • default-lease-time — час оренди;
    • option domain-name-servers – зазначаються DNS;
  • зберегти конфігурацію;
  • перезапустити сервіс.

DHCP в роутері

Службу можна налаштувати і в маршрутизаторі, щоб розподіляти IP обладнання для локальної мережі. Наприклад, в роутер Zyxel Keenetic Lite III налаштування служби DHCP можна зробити наступним чином (на інших маршрутизаторах настроюється аналогічно):

  1. Перейти в розділ домашньої мережі, сегменти.

  1. Вибрати необхідний сегмент мережі, перейдіть до розділу «DHCP сервер» і задати необхідні параметри.

Можливості сервера

На стадії проектування протоколу, розробники прагнули вирішити наступні завдання:

  • можливість контролю системними адміністраторами конфігурування параметрів мережевих пристроїв;
  • мінімальна участь клієнтського хоста і допомоги адміністратора;
  • використання функції ретрансляції;
  • гарантовано видавати вільний IP;
  • зберігати параметри при перезавантаженні клієнта.

4 способи завантажитися в безпечному режимі Windows 10

Серед цих можливостей протоколу слід зазначити також важливі функції, підвищують якість сервісу:

  • резервне копіювання сховища мережевих налаштувань;
  • завдання альтернативної конфігурації (переміщення вузлів між підмережами);
  • досягнення високої доступності.

Ці можливості разом з розвитком серверних технологій операційних систем (кластеризація, відмовостійкість) допомагають звести до мінімуму збої в роботі служби протоколу динамічної конфігурації вузлів.

Переваги і недоліки

До переваг протоколу відносяться:

  • надійність призначення IP-адреси. Мінімум помилок при конфігуруванні;
  • скорочення витрат при адмініструванні мережі;
  • можливість використовувати центральне розташування при конфігуруванні;
  • забезпечення ефективності роботи, при частому зміна конфігураційних параметрів клієнтів;
  • використання ретранслятора, що виключає необхідність встановлення DHCP-сервера в кожній підмережі.

Недоліки, на які необхідно звернути увагу при розгортанні сервісу:

  • DHCP працює на основі протоколів UDP / IP, які в принципі не захищені;
  • складність фільтрації по IP-адресами;
  • проблеми при налаштуванні моніторингу інтерфейсу.