آشنایی با پروتکل مدیریت شبکه DHCP

توسط پروتکل مدیرت شبکه DHCP می توان به هر میزبان موجود در شبکه، یک آدرس IP به صورت دستی یا پویا اختصاص داد. در یک شبکه کوچک با 2 یا 3 کامپیوتر، امکان افزودن آی پی به صورت دستی وجود دارد. اگر یک شبکه، دارای صدها سیستم کامپیوتری باشد باید آدرس IP ها را به تمام دستگاه ها اختصاص دهید. قطعاً این امر برای مدیران شبکه کار دشوار خواهد بود. زیرا نباید هیچ کدام از دو میزبان، آدرس IP یکسانی داشته باشد و تخصیص آدرس IP به صورت دستی نیز منجر به خطا و سردرگمی خواهد شد. راه کار حل این مشکل استفاده از DHCP می باشد که کار تخصیص آدرس های IP در شبکه را آسان می کند. در ادامه مقاله به بررسی کامل DHCP پرداخته می شود.

تعریف پروتکل مدیریت شبکه DHCP

هDHCP (مخفف Dynamic Host Configuration) یک پروتکل مدیریت شبکه است. این پروتکل وظیفه تخصیص خودکار IP و سایر اطلاعات کلاینت های موجود در شبکه را بر عهده دارد تا بتوانند به طور موثر با هم در ارتباط باشند.

مواردی که DHCP به میزبان اختصاص می دهد و به واسطه آن کار مدیر شبکه را آسان می کند، به شرح زیر است:

• آدرس IP
• هsubnet masks(هرIP به دو بخش Network ID و Host ID تقسیم بندی می شود که subnet masks وظیفه تفکیک این دو بخش از یکدیگر را بر عهده دارد )
• هdefault gateway(توسط آن، کامپیوترهایی با IP های متفاوت و از شبکه های گوناگون، به هم مرتبط میشوند )

اجزای DHCP

پروتکل مدیرت شبکه DHCP از اجزای متفاوتی به قرار زیر تشکیل شده است:

DHCP Server:

معمولاً به سرور یا روتر که اطلاعات پیکرندی شبکه را نگهداری می کند، گفته می شود.

DHCP Client:

یک endpoint (دستگاه متصل به شبکه) است که اطلاعات پیکربندی را از سرور دریافت می کند.

DHCP Relay Agent:

اگر برای چندین LAN (شبکه محلی)، فقط یک سرور DHCP داشته باشید، DHCP Relay Agent موجود در هر شبکه، درخواست DHCP را به سرور ها ارسال می نماید. زیرا packet های (بخش های کوچک از یک داده بزرگتر )DHCP نمی توانند از مسیر روتر عبور کنند. از این رو، DHCP Relay Agent برای مدیریت تمام شبکه ها توسط سرور های DHCP، لازم است.

IP Address pool:

شامل یک لیست از آدرس آی پی هایی است که برای تخصیص به در دسترس هستند.

subnet masks:

مشخص می کند میزبان در حال حاضر در کدام شبکه قرار دارد.

lease Time:

مدت زمانی که آدرس آی پی در دسترس مشتری است. بعد از پایان این مدت زمان، مشتری باید آدرس IP را تمدید کند.

Gateway Address:

آدرس Gateway در پروتکل مدیریت شبکه DHCP محل اتصال به اینترنت را برای کلاینت مشخص می کند.

چگونه DHCP کار می کند؟

پروتکل مدیریت شبکه DHCP در لایه اپلیکشن کار می کند تا به صورت خودکار آدرس IP را به مشتری تخصیص دهد. این امر از طریق تبادل چندین پیام به نام تراکنش های DHCP، اتفاق می افتد.

DHCP Discovery:

در ابتدا مطابق با تصویر زیر، DHCP Client پیام‌ها را برای یافتن DHCP servers ارسال یا Broadcast می‌کند. کامپیوتر Client، یک packet را با آدرس پیشفرض مقصد 255.255.255.255 یا آدرس Broadcast زیرشبکه، ارسال می‌نماید. 255.255.255.255 یک آدرس broadcast ویژه می‌باشد که به معنای "شبکه فعلی" است. بدین وسیله می‌توانید یک broadcast packet را به شبکه ای که به آن متصل هستید ارسال نمایید.

DHCP Offer:

هنگامی که DHCP server پیغام DHCP Discover را از Client دریافت می‌کند، با ارسال پیامی تحت عنوان DHCP Offer، پاسخ کلاینت را می‌دهد. در واقع DHCP server یک آدرس IP از مجموعه IP ها را به کلاینت ارائه می‌کند. پیام DHCP Offer حاوی آدرس IP پیشنهادی DHCP client، آدرس IP سرور، آدرس MAC (مخفف media access control که، آدرس فیزیکی دستگاه‌ها در شبکه می‌باشد) کلاینت، Subnet Mask، آدرس Default Gateway، آدرس DNS و سایر اطلاعات است.

1. در تصویر فوق، آدرس IP پیشنهادی سرور DHCP برای DHCP Client به صورت 192.168.1.15 است.

2.هSubnet mask برای شناسایی شبکه به کار می‌رود که در تصویر به صورت 255.255.255.0 مشخص شده است.

3. آدرس آی پی Default Gateway برای subnet به صورت 192.168.1.1 است.

4. آدرس آی پی DNS server برای ترجمه نام دامنه، به صورت 8.8.8.8 می‌باشد.

DHCP Request:

در اکثر مواقع، کلاینت به دلیل وجود DHCP servers زیاد در یک شبکه، چندین DHCP OFFER دریافت می‌کند اما، تنها یک پیام DHCP OFFER را می‌پذیرد. اگر آدرس دهی IP یک سرور با مشکل مواجه شود، سرور‌های دیگر می‌توانند به عنوان پشتیبان عمل نمایند. کلاینت در پاسخ به DHCP OFFER یک DHCP Request ارسال نموده و آدرس‌های پیشنهاد شده در مرحله قبل را از یک DHCP server دیگر درخواست می‌کند. تمام آدرس های IP ارائه شده از سرورهای DHCP باقیمانده، به مجموعه آدرس‌های IP موجود، بازگردانده می‌شوند.

DHCP Acknowledgment:

در این مرحله، سرور Acknowledgment یک تاییدیه را برای کلاینت ارسال می‌کند. همچنین ممکن است که سرور هر پیکربندی دیگری را که مشتری درخواست کرده بفرستد. در این مرحله، پیکربندی IP تکمیل شده و کلاینت می‌تواند از تنظیمات IP جدید استفاده کند.

مزایای استفاده از پروتکل مدیریت شبکه DHCP

1. پیاده‌سازی پروتکل مدیریت شبکه DHCP آسان بوده و تخصیص خودکار یک آدرس IP به صورت یک آدرس صحیح را انجام می‌دهد.
2. با توجه به عدم نیاز به پیکربندی دستی IP، در زمان صرفه جویی شده و حجم کاری مدیران شبکه کاسته خواهد شد.
3. تخصیص IP تکراری و نامعتبر اتفاق نمی‌افتد و موجب می‌شود هیچ گونه اختلالی در آدرس‌های IP رخ ندهد.
4. برای کاربران تلفن همراه یک مزیت بزرگ خواهد بود. زیرا می‌توانند تنظیمات معتبر جدید را پس از تغییر خودکار شبکه، دریافت کنند.

معایب DHCP

1. سرور‌های DHCP فاقد مکانیزم امنیتی برای احراز هویت کلاینت هستند. بنابراین، تمامی کلاینت‌های جدید می‌توانند به شبکه بپیوندند. این امر خطرات امنیتی مانند تصرف آدرس IP توسط کلاینت‌های غیر مجاز را ایجاد می کند.

2. اگر شبکه فقط یک سرور DHCP داشته باشد، در صورت بروز خطا در سرور، کل سیستم از کار می‌افتد.

جمع بندی

روتکل مدیریت شبکه DHCP بخش مهمی از هر شبکه محلی است که با مدیریت سریع داده‌ها، قابلیت اطمینان و سرعت را بهبود می‌بخشد. با توجه به عملکرد آدرس‌های IP، برای اینکه بتوانید از طریق هر دستگاهی در اینترنت جستجو کنید به DHCP نیاز دارید. این قابلیت به ویژه برای شبکه‌های بزرگتر که تعداد زیادی از دستگاه مختلف در هر لحظه به آن متصل و قطع می‌شوند، مهم است.