Автоматизація процесу призначення IP-адрес вузлам мережі - протокол DHCP

Як уже було сказано, IP-адреси можуть призначатися адміністратором мережі вручну. Це представляє для адміністратора стомлюючу процедуру. Ситуація ускладнюється ще тим, що багато користувачів не мають достатні знання для того, щоб конфігурувати свої комп'ютери для роботи в інтермережі й повинні тому покладатися на адміністраторів.

Протокол Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) був розроблений для того, щоб звільнити адміністратора від цих проблем. Основним призначенням DHCP є динамічне призначення IP-адрес. Однак, крім динамічного, DHCP може підтримувати й більше прості способи ручного й автоматичного статичного призначення адрес.

У ручній процедурі призначення адрес активна участь приймає адміністратор, що надає DHCP-серверу інформацію про відповідність IP-адрес фізичним адресам або іншим ідентифікаторам клієнтів. Ці адреси повідомляються клієнтам у відповідь на їхні запити до DHCP-сервера.

При автоматичному статичному способі DHCP-сервер привласнює IP-адреса (і, можливо, інші параметри конфігурації клієнта) з пула наявних IP-адрес без втручання оператора. Границі пула призначуваних адрес задає адміністратор при конфігуруванні DHCP-сервера. Між ідентифікатором клієнта і його IP-адресою як і раніше, як і при ручному призначенні, існує постійна відповідність. Воно встановлюється в момент первинного призначення сервером DHCP IP-адреси клієнтові. При всіх наступних запитах сервер повертає та ж сама IP-адреса.

При динамічному розподілі адрес DHCP-сервер видає адреса клієнтові на обмежений час, що дає можливість згодом повторно використати IP-адреси іншими комп'ютерами. Динамічний поділ адрес дозволяє будувати IP-мережу, кількість вузлів у якій набагато перевищує кількість наявних у розпорядженні адміністратора IP-адрес.

DHCP забезпечує надійний і простий спосіб конфігурації мережі TCP/IP, гарантуючи відсутність конфліктів адрес за рахунок централізованого керування їхнім розподілом. Адміністратор управляє процесом призначення адрес за допомогою параметра "тривалості оренди" (lease duration), що визначає, як довго комп'ютер може використати призначену IP-адресу, перед тим як знову запросити його від сервера DHCP в оренду.

Прикладом роботи протоколу DHCP може служити ситуація, коли комп'ютер, що є клієнтом DHCP, віддаляється з подсети. При цьому призначений йому IP-адреса автоматично звільняється. Коли комп'ютер підключається до інший подсети, те йому автоматично призначається нова адреса. Ні користувач, ні мережний адміністратор не втручаються в цей процес. Це властивість дуже важливо для мобільних користувачів.

Протокол DHCP використає модель клієнт-сервер. Під час старту системи комп'ютер-клієнт DHCP, що перебуває в стані "ініціалізація", посилає повідомлення discover (досліджувати), що широкомовно поширюється по локальній мережі й передається всім DHCP-серверам приватної інтермережі. Кожен DHCP-сервер, що одержав це повідомлення, відповідає на нього повідомленням offer (пропозиція), що містить IP-адресу й конфігураційну інформацію.

Комп'ютер-клієнт DHCP переходить у стан "вибір" і збирає конфігураційні пропозиції від DHCP-серверів. Потім він вибирає одне із цих пропозицій, переходить у стан "запит" і відправляє повідомлення request (запит) тому DHCP-серверу, чия пропозиція була обрана.

Обраний DHCP-сервер посилає повідомлення DHCP-acknowledgment (підтвердження), що містить та ж IP-адреса, що уже була послана раніше на стадії дослідження, а також параметр оренди для цієї адреси. Крім того, DHCP-сервер посилає параметри мережної конфігурації. Після того, як клієнт одержить це підтвердження, він переходить у стан "зв'язок", перебуваючи в якому він може брати участь у роботі мережі TCP/IP. Комп'ютери-клієнти, які мають локальні диски, зберігають отриману адресу для використання при наступних стартах системи. При наближенні моменту витікання строку оренди адреси комп'ютер намагається обновити параметри оренди в DHCP-сервера, а якщо ця IP-адреса не може бути виділений знову, те йому повертається інша IP-адреса.

У протоколі DHCP описується кілька типів повідомлень, які використаються для виявлення й вибору DHCP-серверів, для запитів інформації про конфігурації, для продовження й дострокового припинення ліцензії на IP-адресу. Всі ці операції спрямовані на те, щоб звільнити адміністратора мережі від стомлюючих рутинних операцій по конфігуруванню мережі.

Однак використання DHCP несе в собі й деякі проблеми. По-перше, це проблема узгодження інформаційної адресної бази в службах DHCP й DNS. Як відомо, DNS служить для перетворення символьних імен в IP-адреси. Якщо IP-адреси будуть динамічно зміняться сервером DHCP, то ці зміни необхідно також динамічно вносити в базу даних сервера DNS. Хоча протокол динамічної взаємодії між службами DNS й DHCP уже реалізований деякими фірмами (так називана служба Dynamic DNS), стандарт на нього поки не прийнятий.

По-друге, нестабільність IP-адрес ускладнює процес керування мережею. Системи керування, засновані на протоколі SNMP, розроблені з розрахунком на статичність IP-адрес. Аналогічні проблеми виникають і при конфігуруванні фільтрів маршрутизаторів, які оперують із IP-адресами.

Нарешті, централізація процедури призначення адрес знижує надійність системи: при відмові DHCP-сервера всі його клієнти виявляються не в змозі одержати IP-адресу й іншу інформацію про конфігурації. Наслідку такої відмови можуть бути зменшені шляхом використанні в мережі декількох серверів DHCP, кожний з яких має свій пул IP-адрес.

Дата добавления: 2014-01-07