DHCP چیست و چگونه کار می کند؟؛ پادکست

از جمله پروتکل های معروف و پرکاربرد در شبکه، پروتکل DHCP است. در این مقاله قصد داریم این پروتکل را معرفی و بررسی کنیم، وظایف و مزایا و معایب آن را بیان کنیم و در آخر بررسی کنیم پروتکل DHCP چگونه کار می‌کند. با فالنیک همراه شما هستیم.

پروتکل DHCP چیست؟

DHCP مخفف Dynamic Host Configuration Protocol است. DHCP پروتکل لایه اپلیکیشن در مدل OSI و مبتنی بر پروتکل BOOTP و مدل سرور-کلاینت است. dhcp پروتکل بهبود یافته پروتکل قدیمی تر BOOTP است.

dhcp پروتکل مدیریت شبکه است که به کلاینت ها امکان استفاده از سرویس هایی مانند DNS و NTP و هر پروتکل ارتباطی مبتنی بر UDP یا TCP را می‌دهد.

Dhcp بخش مهمی از راهکار DDI – DNS-DHCP-IPAM است.

DHCP به صورت خودکار، پارامترهای مورد نیاز در شبکه را برای کلاینت ها می‌فرستد تا روی شبکه با هم ارتباط برقرار کنند. بدون DHCP ادمین شبکه باید به صورت دستی برای هر کلاینت که به شبکه می‌پیوندد، تنظیمات را انجام دهد. اوج فاجعه را در شبکه های بزرگ در نظر بگیرید که ادمین چه کار طاقت فرسا و حساسی را باید به صورت دستی انجام دهد.

وظایف DHCP

1. dhcp پروتکل شبکه است و وظیفه آن تخصیص آی پی آدرس و دیگر اطلاعات به هاست های شبکه است تا آنها بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.
2. تخصیص Subnet Mask مثل 255.255.0
3. تخصیص آدرس Default Gateway یا Router Address: مثل 168.1.1
4. تخصیص آدرس Domain Name Server (DNS): مثل 8.8.8

برای آشنایی با سرویس DNS مقاله “DNS چیست؟ چه کار می کند؟ چگونه تنظیم می شود؟” را مطالعه کنید.

dhcp سرور چیست؟

سرور DHCP به صورت خودکار به هر کلاینت، IP آدرس داینامیک و منحصربفرد و همچنین پارامترهای پیکربندی شبکه را تخصیص می‌دهد و با خروج کلاینت، این آی پی آزاد می‌شود و در واقع منقضی خواهد شد. برای اینکه درباره IP بیشتر بدانید پیشنهاد می‌کنیم مقاله “ip چیست؛ انواع آی پی و کاربردهای آن” را مطالعه کنید.

شماره پورت DHCP برای سرور 67 و برای کلاینت 68 است.

مزایا و معایب استفاده از سرور DHCP

7 مزیت مهمی که سرویس DHCP ارایه می‌دهد عبارتند از:

1. کارهای عملیاتی کاهش می‌یابد: دیگر لازم نیست ادمین شبکه کانفیگ ها را برای هر کلاینت به صورت دستی انجام دهد.
2. مدیریت متمرکز آدرس های IP: ساختار DHCP به گونه‌ای است که به ادمین شبکه روشی ارایه می‌دهد که شبکه را در فضای متمرکزی پیکربندی کند.
3. راحتی افزودن کلاینت جدید به شبکه: به کمک ساختار DHCP مدیریت کاربران جدید راحت تر است.
4. امکان استفاد مجدد از IP باعث می‌شود تعداد کل آی پی آدرس های لازم در شبکه کم شود.
5. برنامه آدرس دهی IP بهینه می‌شود: آی پی آدرس هایی که آزاد می‌شوند در دسترس کلاینت های جدید قرار می‌گیرد.
6. پیکربندی مجدد فضای آی پی آدرس در DHCP سرور بدون نیاز به پیکربندی مجدد هر کلاینت به سادگی انجام می‌شود.
7. سیار بودن کاربر (تغییر مکان و دیوایس) راحت تر خواهد بود: وقتی اکسس پوینت شبکه عوض می‌شود، ادمین لازم نیست به صورت دستی کلاینت را دوباره پیکربندی کند.

تنها عیبی که پروتکل و ساختار DHCP دارد این است که ممکن از IP Conflict یعنی تداخل آی پی اتفاق بیفتد.

 

پادکست با موضوع DHCP چیست و چگونه کار می کند؟

۱- اخبار تکنولوژی

نگرانی کمپانی‌های بزرگ از حمله Solarwind، نتایج بنچمارک CPU-Z نسل یازدهم پردازنده‌های دسکتاپ اینتل، شکست اپل در دادگاه و قیمت باورنکردنی بیت‌کوین بخشی از خبرهای تکنولوژی این پادکست است.

۲- پرونده ویژه:

• پروتکل DHCP چیست؟
• مزایا و معایب استفاده از سرور DHCP
• زمان اجاره DHCP چیست؟
• DHCP چگونه کار می کند؟

۳- مناسبت‌های ماه:

در این شماره از پادکست، به سراغ یکی از مناسبت های دی ماه، روز جهانی صرفه‌جویی در مصرف انرژی رفتیم و درباره انواع انرژی و راهکارهای صرفه‌جویی آن و همچنین سرورهای انرژی استار اچ پی صحبت کردیم. در ادامه بشنوید.

در این پادکست به همراه بخش تخصصی، اخبار تکنولوژی و مناسبت‌های ماه را هم می‌توانید پیگیری کنید؛ این نسخه پادکست 29 مگابایت حجم و 32 دقیقه زمان دارد. زمان‌بندی این پادکست در جدول زیر آمده است:

 

دانلود

بخش پرونده ویژه 12 مگابایت حجم و 13 دقیقه زمان دارد.

دانلود

 

زمان اجاره DHCP چیست؟

همان طور که گفتیم، اطلاعات آی پی آدرس برای مدت زمان محدودی معتبر است که به عنوان DHCP Lease شناخته می‌شود. پس مدت زمان این اعتبار را DHCP Lease Time یا زمان اجاره dhcp می‌نامیم.

وقتی که Lease منقضی شود، کلاینت دیگر نمی‎تواند از آدرس آی پی استفاده کند و تمام ارتباطاتی که با آن آی پی برقرار کرده متوقف می‌شوند مگر اینکه دوباره درخواست دهد و با استفاده از پروسه DHCP lease renewal زمان اجاره را افزایش دهد.

معمولا وقتی زمان Lease به نیمه می‌رسد، درخواست Renewing آغاز می‌شود. این پروسه باعث افزایش سرعت در تخصیص آی پی به دیوایس می‌شود.

هر دستگاهی که در بدو ورودش به شبکه درخواست IPv4 دارد و جوابی دریافت نمی‌کند، از آدرس دهی use Automatic Private Internet Protocol Addressing یا APIPA استفاده می‌کند که این آدرس ها در رنج 169.254.0.0/16 هستند.

dhcp چگونه کار می کند؟

آی پی آدرس از پولِ آدرس ها تخصیص داده می‌شود. در DHCP، کلاینت و سرور برای برقراری ارتباط، با هم 4 پیغام رد و بدل می‌کنند که به این پروسه DORA می‌گویند. D بیانگر Discover و O  بیانگر Offer و R بیانگر Request و A بیانگر Acknowledgment است.

به طور کلی 8 پیغام در پروسه تخصیص آی پی در dhcp وجود دارد که در ادامه به آنها می‌پردازیم.

1. DHCP discover message

این پیغام اولین پیغامی است که در پروسه برقراری ارتباط بین سرور و کلاینت ایجاد می‌شود. کلاینت این پیغام را ایجاد می‌کند که آیا سرور یا سرورهای dhcp در شبکه وجود دارد یا نه. پیغام دیسکاور به تمام دستگاه های حاضر در شبکه Broadcast می‌شود یعنی به همه ارسال می‌شود تا سرور dhcp پیدا شود. طول پیغام دیسکاور برابر با 342 یا 576 بایت است.

همان طور که در تصویر می‌بینید:

• مک آدرس منبع (کامپیوتر کلاینت) برابر است با 08002B2EAF2A.
• مک آدرس مقصد (همه و سرور) برابر است با FFFFFFFFFFFF.
• IP آدرس منبع برابر است با 0.0.0 زیرا PC هنوز IP آدرسی ندارد.
• IP آدرس مقصد برابر است با 255.255.255: آی پی آدرسی که برای Broadcasting استفاده می‌شود.

وقتی پیغام دیسکاور، برادکست شد تا سرور یا سرورهای dhcp در شبکه پیدا شوند، IP آدرس و MAC آدرس استفاده می‌شوند.

2. DHCP offer message

سرور در پیغام آفر، به هاست پاسخ می‌دهد. پیغام Offer شامل آی پی آدرس آزاد و تخصیص داده نشده و دیگر اطلاعات پیکربندی TCP است. سرور این پیغام را برادکست می‌کند. اندازه این پیغام برابر با 342 بایت است. اگر بیش از یک سرور dhcp در شبکه موجود باشد، هاست کلاینت اولین پیغام DHCP Offer که دریافت می‌کند را قبول می‌کند. برای تشخیص سرور در بسته و پکت، شماره سرور (Server ID) قرار گرفته است.

همان طور که در تصویر می‌بینید:

• مک آدرس منبع (سرور) برابر است با 00AA00123456.
• مک آدرس مقصد (همه و کلاینت) برابر است با FFFFFFFFFFFF.
• IP آدرس منبع برابر است با 16.32.12 (IP آدرس سرور).
• IP آدرس مقصد برابر است با 255.255.255 (Broadcast IP Add).
• IP آدرس پیشنهادی برابر است با 16.32.51.
• Lease Time برابر با 72 ساعت است، یعنی پس از این زمان، ورود هاست از سرور به صورت خودکار پاک می‌شود.
• Client ID همان مک آدرس پی سی است: 08002B2EAF2A.

3. DHCP request message

وقتی کلاینت پیغام آفر را می‌گیرد، با برادکست کردن پیغام درخواست DHCP به آن پاسخ می‌دهد. اما قبل از ارسال پیغام درخواست به سرور، پیغام ARP برادکست می‌کند. کلاینت برای اینکه بفهمد هاست دیگری در شبکه با همان آی پی آدرس وجود دارد یا نه یک ARP ایجاد می‌کند. اگر هاستی به آن پاسخ ندهد یعنی هاستی با همان پیکربندی TCP در شبکه موجود نیست. کامپیوتر کلاینت، پیغام درخواست را برادکست می‌کند پس پیغام به سرور برادکست می‌شود تا به سرور پذیرفتن آی پی و دیگر تنظیمات TCP IP را نشان دهد. Client ID هم به این پیغام اضافه می‌شود.

همان طور که در تصویر می‌بینید:

• مک آدرس منبع (کلاینت) برابر است با 08002B2EAF2A.
• مک آدرس مقصد (همه و سرور) برابر است با FFFFFFFFFFFF.
• IP آدرس منبع برابر است با 0.0.0 زیرا PC هنوز IP آدرسی ندارد.
• IP آدرس مقصد برابر است با 255.255.255 (Broadcast IP Add).
• IP آدرس درخواستی برابر است با 172.16.32.51.

4. DHCP acknowledgement message

در پاسخ به دریافت پیغام درخواست، سرور یک Entry با مشخصه Client ID ایجاد می‌کند و IP پیشنهادی به همراه زمان اجاره را در آن وارد می‌کند و دیگر این آی پی را به هاستی پیشنهاد نمی‌دهد. حالا دیگر کلاینت از سرور آی پی گرفته است.

همان طور که در تصویر می‌بینید:

• مک آدرس منبع (سرور) برابر است با 00AA00123456.
• مک آدرس مقصد (همه و کلاینت) برابر است با FFFFFFFFFFFF.
• IP آدرس مقصد برابر است با 255.255.255 (Broadcast IP Add).
• IP آدرس منبع برابر است با 172.16.32.12.

5. DHCP negative acknowledgement message

وقتی سرور dhcp درخواست آی پی دریافت می‌کند و این درخواست مطابق با تنظیمات و پیکربندی ها نیست، پیغام Nak به کلاینت می‌فرستد. مثلا وقتی سرور، آی پی بلا استفاده ندارد یا پول خالی است، این پیغام را به کلاینت می‌فرستد.

6. DHCP decline

اگر کلاینت تشخیص دهد که پارامترهای پیکربندی متفاوت است یا نامعتبر است، پیغام عدم پذیرش – Decline را به سرور ارسال می‌کند. همچنین اگر هاستی به ARP پاسخ دهد هم این پیغام به سرور ارسال می‌شود تا سرور بداند که آی پی آدرس پیشنهادی قبلا استفاده شده است.

7. DHCP release

DHCP Client بسته DHCP Release را به سرور می‌فرستد تا آی پی آدرس را آزاد و زمان اجاره باقی مانده را کنسل کند.

8. DHCP inform

اگر به کلاینتی به صورت دستی آی پی داده شده باشد، کلاینت پیغام DHCP Inform را می‌فرستد تا دیگر پارامترهای پیکربندی لوکال را دریافت کند: مثل Domain Name. سرور dhcp هم در پاسخ به این پیغام، پیغام DHCP ack را با پیکربندی لوکال مناسب و بدون آی پی جدید، برای کلاینت می‌فرستد. این پیغام برای کلاینت، Unicast است یعنی فقط به آن کلاینت ارسال می‌شود.