DHCP протоколының мақсаты қандай?
Динамикалық Хостты Конфигурациялау Протоколы (DHCP) — ЖЕЛІГЕ қосылған құрылғыларға IP мекенжайларын және басқа конфигурация параметрлерін автоматты түрде тағайындауға мүмкіндік беретін желілік протокол. Ол басқаруды жеңілдетеді және екі құрылғыға бірдей мекенжайды тағайындау арқылы қақтығыстардың ықтималдығын азайтады.
IP мекенжайы-TCP/IP желісіндегі ресурстың идентификаторы. Ол нүктелермен бөлінген цифрлардың төрт блогынан (октеттерінен) тұрады: мысалы, 98.139.100.15-бұл веб-сайттың мекен-жайы. yahoo.com б . Бұл контекстегі ресурстар желілік құрылғылар мен веб-беттер болып табылады.
Компьютерлер, телефондар және т.б. жергілікті желі ішінде деректерді жібере және қабылдай алады, егер олардың мекен-жайы сол желіде бірегей болса. Интернетте деректермен алмасу үшін жіберуші құрылғының IP пакетінің сәйкес өрісінде Интернет арқылы бірегей мекенжайы болуы керек. Оны қоғамдық немесе»ақ» деп те атайды.
Оны тікелей құрылғыға тағайындауға немесе жергілікті мекенжайдан түрлендіруге болады. Түрлендіруді маршрутизатор немесе брандмауэр NAT әдісі арқылы жүзеге асырады.
Желіге кірген кезде құрылғы IP мекенжайын алады. Статикалық мекенжайды әкімші қолмен тағайындай алады немесе DHCP сервері тағайындай алады. Динамиканы ТЕК DHCP сервері тағайындайды
DHCP протоколының стандарты
DHCP протоколының принциптері, ережелері мен функциялары 1997 жылы шыққан RFC 2131-де құжатталған. Ол 1993 жылдан БАСТАП RFC 2141 ауыстырды.
RFC (Түсініктеме Сұрау) — Бұл Интернеттің негізгі стандарттары мен хаттамалары туралы жарияланымдар сериясы. Мысалы, IP протоколында Rfc, DNS инфрақұрылымының тұжырымдамалары мен нысандары және бірегей URL ресурс идентификаторы бар.
1969 жылдан бастап МҰНДАЙ құжаттарды IETF (Internet Engineering Task Force) және Басқа ұйымдар Техникалық әзірлеу және Интернет стандарттарын әзірлеу үшін шығарады. Кейбір Rfc-ді IETF Интернет стандарттары ретінде қабылдайды.
Тіпті ертерек, 1985 жылы DHCP протоколының bootp (Bootstrap Protocol, RFC 951) предшественниги пайда болды.
DHCP қалай жұмыс істейді?
Құрылғы DHCP сервері бар желіге қосылғанда, ОДАН IP мекенжайын сұрайды.
Бұл сервер шығарылатын IP мекенжайларының тізімін сақтайды, ол бассейн деп аталады. Ол дәйекті адрестердің бір немесе бірнеше ауқымын қамтиды.
Сервер ЖАҢА құрылғыға IP мекенжайын және басқа желі конфигурациясының параметрлерін тағайындайды, мысалы, әдепкі шлюз мекенжайы, жалға алу уақыты және т.б. (БҰЛ параметрлер DHCP Параметрлері бөлімінде егжей-тегжейлі сипатталған).
Жалға алу уақыты
IP мекенжайлары белгілі бір мерзімге шығарылады, оны жалдау мерзімі деп атайды. Оның ұзақтығын желі әкімшісі анықтайды.
Егер жалдау мерзімі аяқталса және DHCP клиенті мекенжайды пайдалануды жалғастырса, ол жалдау мерзімін ұзарту туралы өтініш жібереді (бұл процесс IP мекенжайын тағайындау Процедурасында егжей-тегжейлі сипатталған). Сонымен қатар, пайдаланушылар әдетте ажыратуды байқамайды. Егер клиент желіден ажыратылса, оның мекен-жайы бассейнге қайтарылады және жаңа құрылғыларға тағайындалады.
Мысалы, wi-Fi желісіне үнемі жаңа құрылғылар қосылатын кофеханадағы DHCP серверінің жалға алу уақыты бір сағатты құрауы мүмкін. Мұндай бос емес қоғамдық желілерде IP мекенжайларын ұзақ уақытқа тағайындау мүмкін емес, әйтпесе олардың жеткізілімі тез таусылады.
Сонымен қатар, корпоративтік Wi-Fi желісінде жалға алу мерзімі 8-12 сағатты құрауы мүмкін, өйткені сол қызметкерлер жұмыс күні бойы телефондары мен ноутбуктерімен ғимарат ішінде қалады.
Ал Ethernet кабелі арқылы желіге тұрақты түрде қосылған кеңсе компьютерлері үшін жалға алу мерзімін бір апта немесе одан да көп уақытқа белгілеген дұрыс. Егер ұйымда ондаған немесе жүздеген осындай жұмыс орындары болса, клиенттердің жалдау мерзімін ұзарту туралы жиі өтініштері желілік трафикті арттырады және желінің жұмысын баяулатады.
DHCP архитектурасы
DHCP протоколында клиент-сервер байланысының моделі қолданылады. ОҒАН DHCP сервері, клиенттер және кейде релелік агенттер кіреді.
DHCP сервері
Бұл клиенттерге мекенжайларды автоматты түрде беретін бағдарламаның атауы және осы бағдарлама жұмыс істейтін жергілікті желідегі жабдық: ұйымдағы компьютер немесе маршрутизатор немесе Интернет провайдері.
Жергілікті желіде бір немесе бірнеше осындай серверлер тағайындалады, олар сұраныс бойынша клиенттік құрылғыларды желіге қосады және оларға әкімші анықтаған пулдан IP мекенжайларын береді.
Бассейннің көп бөлігі динамикалық тағайындауға арналған (тағайындау әдістері Мекен-жайларды Тағайындау Әдістері бөлімінде егжей-тегжейлі сипатталған): құрылғылар желіге шектеулі мерзімге қосылады, оны аяқтағаннан кейін ұзартуға болады.
Көбінесе статикалық мақсаттар үшін бірнеше мекен-жайлар сақталады. Мысалы, желілік принтерлер, желілік жад және IP-камералар үнемі қосылып, бір мекен-жай бойынша қол жетімді болуы керек.
Кейбір мекенжайлар немесе ауқымдар пулдан шығарылуы мүмкін, мысалы, әкімші оларды белгілі бір құрылғыларға қолмен тағайындаған болса.
DHCP клиенті
DHCP клиенті-DHCP протоколы арқылы желі параметрлеріне қол жеткізетін бағдарлама. Қосылу кезінде клиент DHCP хабарламаларын пайдаланып серверден IP мекенжайын және басқа желі конфигурациясының параметрлерін сұрайды. Конфигурация деректері DHCP Параметрлері бөлімінде егжей-тегжейлі сипатталған параметрлер өрістерінде жіберіледі.
DHCP Релелік Агенті
Егер желі бірнеше ішкі желілерден тұрса, ОЛАРДЫҢ әрқайсысына DHCP серверін орнату қисынсыз – бірнеше желіге қарағанда бір желіні басқару орталығын басқару ыңғайлырақ. Бұл ретте релелік агент сервер жоқ әрбір ішкі желіде конфигурацияланады, ӨЙТКЕНІ DHCP хабарламалары маршрутизаторлар арқылы бір ішкі желіден екіншісіне өтпейді.
Мұндай агент-коммутаторда немесе маршрутизаторда орналастырылған, ЖЕЛІГЕ қосылу сұрауларын қабылдау үшін конфигурацияланған DHCP серверіне рұқсаты бар бағдарлама.
DHCP Параметрлері
DHCP протоколында желінің конфигурациясының қосымша параметрлерін беру үшін стандартты, кейде сирек кездесетін опциялар қолданылады.
Стандартты опциялар
001 нұсқасы: Ішкі желі маскасы
Бұл параметрдің мәні DHCP сервері басқаратын ішкі желінің көлемін, яғни мекенжайды қабылдай алатын құрылғылар санын анықтайды. Бұл клиенттің деректері қандай желілік жабдыққа — коммутаторға немесе маршрутизаторға жіберілетініне байланысты.
Интернет сияқты ішкі желіден тыс ресурсқа қол жеткізу үшін құрылғыға маршрутизатор қажет. Ал егер ол өзінің ішкі желісіндегі түйінге — мысалы, торрент серверіне кірсе, онда олар коммутатор арқылы қосылады.
003 опциясы: Маршрутизатор (әдепкі шлюз)
Шлюз-бұл желілік құрылғылар үшін басқа желіге кіру нүктесі ретінде қызмет ететін түйін. Бұл әдетте маршрутизатор.
Әдепкі шлюз мекенжайы көрсетілгенде, ЖЕРГІЛІКТІ желідегі құрылғылар сыртқы желілермен байланыса алады. Жергілікті желіден тыс ресурсқа кіру қажет болғанда, өтпелі тізбек әдепкі шлюзден басталады.
006 опциясы: DNS сервері
Бұл опция DNS серверінің мекенжайын көрсетуге мүмкіндік береді, осылайша жергілікті желідегі құрылғылар домендік атауларды IP мекенжайларына шешу (түрлендіру) үшін оған қол жеткізе алады. Негізгі және сақтық көшірме мекенжайларын осы жерден көрсетуге болады. Мұндай сервер осы желінің ішінде немесе оның сыртында орналасуы мүмкін.
051 нұсқа: жалға алу уақыты
Бұл опция клиенттің жалдау мерзімі ұзартылғанға дейін мекенжайды пайдалана алатын секундтардағы максималды уақыт мөлшерін көрсетеді.
082-нұсқа: релелік агентті конфигурациялауға Арналған Ақпарат
Бұл параметр клиенттер емес, агенттер жіберетін деректерді анықтайды. Агент хабарламаларды жіберетін DHCP серверіне қатысты клиент қашықтан жұмыс істейді, себебі ол басқа ішкі желіде орналасқан.
Ондағы ең маңызды ішкі опциялар:
082.1 Порт Идентификаторы-қашықтағы клиент қосылған портты анықтауға арналған ақпарат.;
082.2 қашықтағы клиенттің ИДЕНТИФИКАТОРЫ.
Аз таралған опциялар
Төменде қосылған клиенттік құрылғыларға азырақ тағайындалатын опциялардың мысалдары берілген.
012 нұсқа: Клиенттің хост атауы
Қажет болса, әкімші құрылғының MAC мекенжайы бойынша өндірушінің атын біле алады және осы параметрдің мәні бойынша оның түрі, үлгісі және функциялары сияқты қосымша ақпаратты білуге болады.. Құрылғыны анықтау, егер оның белгілі бір пайдаланушысы болмаса, өте маңызды.
Бұл параметрдің мәні — мысалы, galaxywatch-құрылғыны жасау кезінде көрсетіледі (кейінірек пайдаланушы хост атауын өз қалауы бойынша өзгерте алады). Құрылғы оны серверге қосылым сұрауы бойынша жібере алады: «маған galaxywatch атынан IP мекенжайы қажет.”
Барлық серверлер бұл опцияны қолдамайды. Сонымен қатар, ол қауіпсіздік мақсатында өшірілуі мүмкін.
015 нұсқасы: Домен атауы
Бұл опция домендік атауды құрылғыға тасымалдауға мүмкіндік береді, ол атауында домен бөлігі жоқ ресурстарға кіру кезінде автоматты түрде қосылады. Осылайша, толық домен атауын көрсетпей-ақ қарапайым ресурс атауларын пайдалануға болады.
Мысалы, егер компьютер DHCP серверінен astrahosting доменін көрсететін опцияны алса, хосттан файлдар ресурсына кірген кезде DNS сұрауы автоматты түрде мекенжай файлдарына өтеді.астрахостинг.
042-нұсқа: NTP серверлерінің тізімі қалау бойынша
NTP-компьютердің ішкі сағатын анықтамалық сағатпен синхрондауға арналған желілік протокол, БҰЛ NTP серверлеріндегі сағаттар болып саналады. 42-нұсқа DHCP клиентіндегі уақытты дәл осындай уақыт серверіндегі уақытпен синхрондау үшін қолданылады.
101-нұсқа: уақыт белдеуі жол ретінде
Бұл параметр жергілікті желі орналасқан уақыт белдеуін көрсетеді. Ол уақыт белдеуі дерекқорының стандартымен (tz дерекқоры) белгіленеді: Мысалы, Азия/Токио.
Адрестерді тағайындау тәсілдері
DHCP сервері КЛИЕНТТЕРГЕ IP мекенжайларын үш жолдың бірімен тағайындайды:
Динамикалық тапсырма
Бұл мекен-жайларды тағайындаудың ең кең тараған тәсілі. IP мекенжайы және желіні конфигурациялаудың басқа параметрлері әр клиентке әкімші анықтаған жалдау мерзіміне сұраныс бойынша тағайындалады. Осы мерзім аяқталғаннан кейін клиент серверден осы конфигурацияны қайтадан сұрайды.
Бұл әдісті құрылғыларға уақытша қол жетімділік қажет болған кезде, сондай-ақ жаңа құрылғылар үнемі желіге қосылып, мекен-жайлары тез таусылып қалуы мүмкін жағдайларда қолданған жөн.
Статикалық (қолмен) тапсырма
Құрылғының мекен — жайы өзгермеуі керек болған кезде— мысалы, егер ол желілік принтер болса-әдетте статикалық тапсырма қолданылады.
Әкімші DHCP серверінде тарату кестесін жасайды: оған статикалық мекенжайды қажет ЕТЕТІН MAC мекенжайларын қосады және әрқайсысына IP мекенжайын тағайындайды.
Желіге қосылу туралы жаңа сұранысты АЛҒАН КЕЗДЕ DHCP сервері кестеде сәйкес MAC КОМПЬЮТЕРІНІҢ бар-жоғын тексереді. Егер ол бар болса, сервер бұл клиентке сәйкес желі конфигурациясын ұсынады.
Мұндай клиенттің MAC мекенжайына осы желіде тұрақты IP мекенжайы тағайындалады. Келесі қосылымдарда ол әрқашан осы мекенжайды алады.
Тағайындаудың бұл әдісі әрбір клиенттің қолмен конфигурациясынан тек мекенжай ақпараты орталықта сақталатындығымен ерекшеленеді, сондықтан параметрлер қалпына келтірілген әрбір құрылғыда өзгерту қажет емес.
Автоматты тағайындау
Бұл әдіс үшін әкімші IP мекенжайларының арнайы ауқымын бөледі. Құрылғы желіге бірінші рет қосылған кезде, ол осы ауқымнан бірінші қолжетімді мекенжайды және басқа желі параметрлерін алады. Серверде IP және MAC мекенжайларының сәйкестік кестесі жасалады, содан кейін кестедегі барлық құрылғылар бірінші рет қосылған кезде оларға тағайындалған мекенжайларды алады. Бұл ретте жалға алу уақыты шектелмейді.
Бұл әдістің статикалық тағайындаудан айырмашылығы, әкімші бұл кестені құрастыруға қатыспайды-ол жаңа құрылғылар қосылған кезде серверде автоматты түрде жасалады.
Динамикалық әдістен айырмашылығы-жалға алу уақыты шектеусіз, ал клиент желіде мекен-жайын алғаннан кейін, ол енді оған жүгінбейді.
IP мекенжайын тағайындау тәртібі
Клиенттің желіге қосылуы немесе инициализациясы төрт негізгі кезеңнен тұрады, олардың бастапқы әріптері dora аббревиатурасын құрайды — бұл төрт кезең әдетте осы аббревиатурамен аталады.
Клиенттік құрылғының сервермен өзара әрекеттесуі жалдау мерзімін ұзарту сатысында жалғасады және желіден ажыратумен аяқталады.
1. DHCPDISCOVER-анықтау
Жаңа құрылғы желіге қосылуға тырысуда (мысалы, кабель немесе Wi-Fi арқылы). Оның ӘЛІ IP мекенжайы жоқ, сондықтан ол MAC мекенжайынан хабарламалар жібереді. ОНЫҢ алғашқы хабары (ЖЕРГІЛІКТІ ЖЕЛІДЕГІ БАРЛЫҚ MAC мекенжайларына арналған) DHCPDISCOVER: «МАҒАН IP мекенжайы керек. МҰНДА DHCP серверлері бар ма?”.
2. DHCPOFFER-ұсыныс
Сол хабар тарату арқылы БІР немесе бірнеше серверлер DHCPOFFER хабарламасын жаңа клиентке жіберіп, осы желінің IP мекенжайларының бірін жалға алуды ұсынады: «МІНЕ, IP мекенжайы және басқа конфигурация параметрлері.”
3. DHCPREQUEST сұранысы
Клиент серверлердің бірінен ұсынысты таңдайды (әдетте бірінші алынған) ЖӘНЕ БАРЛЫҚ серверлерге ҚАБЫЛДАНҒАН мекенжай туралы DHCPREQUEST хабарламасын жібереді.: «МЕН ОСЫ DHCP серверінен IP мекенжайын таңдадым.”
4. DHCPACK-растау
Таңдалған сервер ЖЕЛІДЕГІ БАРЛЫҚ құрылғыларға DHCPACK хабарламасын жібереді: «ОСЫ MAC мекенжайы бар құрылғы осы желі конфигурациясын алды.»Бұл хабарламада жаңа клиенттің IP-мекен-жайы, жалға алу уақыты, сыртқы мекен-жайларға кіру басталатын шлюз мекен-жайы және интернеттегі домендік атауларды шешуге АРНАЛҒАН DNS-сервер мекен-жайы көрсетілген.
Алынған мекен-жай бойынша жаңа клиент жергілікті желідегі құрылғыларға да, Интернеттегі ресурстарға да қол жеткізе алады.
5. DHCPREQUEST, DHCPACK Және DHCPNAK — Кеңейту
Жалдау мерзімінің жартысы аяқталған кезде (T1), клиент DHCPREQUEST хабарламасын серверге жіберіп, жалдау мерзімін ұзартуды сұрайды.
Егер сервер сұранысты қабылдаса, ОЛ ЖАУАП ретінде КЛИЕНТКЕ DHCPACK хабарламасын жібереді және оның жалдау мерзімі қайтадан басталады.
Егер сұрауға жауап алынбаса, клиент жалдау мерзімінің тағы 25% — ы аяқталғаннан кейін сұранысты жібереді. Егер жалдау мерзімінің (T2) 87,5% — ы өтсе және бастапқы серверден жауап алынбаса, клиент хабар тарату сұрауларын жібере бастайды және осы сәттен бастап кез келген DHCP серверінен мекенжайды ала алады.
Сервер dhcpnak хабарламасымен кеңейтім сұрауын қабылдамауы мүмкін. Осыдан кейін клиент DHCPDISCOVER broadcast хабарламасын жібереді.
Жалдау мерзімі аяқталғаннан кейін клиент DORA процесін жаңадан бастайды.
6. DHCPRELEASE-аяқтау
Клиент DHCPRELEASE хабарламасын серверге жіберу арқылы жалдау шартын аяқтайды. Осыдан кейін ажыратылған клиенттің IP мекенжайы бассейнге қайтарылады.
DHCP протоколының артықшылықтары мен кемшіліктері
Артықшылықтары
DHCP протоколын ПАЙДАЛАНУ IP мекенжайларын қолмен тағайындаудан айтарлықтай артықшылықтарға ие.
- Желілік қосылымдар бір құрылғыда, DHCP серверінде әкімшінің қатысуынсыз өңделеді, бұл желіні басқаруға қажетті жұмыс күшін азайтады.
- Қолмен конфигурациялауға қарағанда қателер немесе мекенжай қайшылықтары сияқты әлдеқайда аз қателерге жол беріледі.:
- Wi-Fi желісіне қосылған портативті құрылғылар, мысалы, бір сыныптан екінші сыныпқа ауысатын оқушылардың ноутбуктері, желінің басқа сегменттеріне көшкен кезде мекен-жайын бірден өзгертеді және пайдаланушылар қосылымның үзілуін байқамайды.
Кемшіліктері
СОНДАЙ-ақ, DHCP протоколын пайдаланумен байланысты кейбір қиындықтарды ескеру қажет.
- Егер желіде ТЕК БІР DHCP сервері конфигурацияланған болса, бұл бір сәтсіздік нүктесі болуы мүмкін: ЖАҢА клиенттер IP мекенжайларын ала алмайды. Мекен-жайларын алған клиенттер оларды жалдау мерзімі аяқталғанға дейін пайдаланады.
- Егер басқарылатын желі ішкі желілерге бөлінсе және сервер тек ішкі желілердің бірінде орнатылса, онда релелік агенттер қалғандарында конфигурациялануы керек, ӨЙТКЕНІ DHCP пакеттері бір ішкі желіден екіншісіне өтпейді.
- DHCP сервері конфигурацияланған желі үшін қауіпсіздік қатерлері бар. Шабуылдаушы жергілікті ЖЕЛІДЕ ӨЗІНІҢ DHCP серверін қате желі конфигурациясымен орната алады, осылайша клиенттік құрылғылар желіге кіру мүмкіндігін жоғалтады немесе сервердегі мекенжайлар пулын жылдам сарқу үшін жалған DHCPREQUEST хабарламаларының ағынын ұйымдастыра алады.. Мұндай шабуылдардың мүмкіндігін ескеріп, жергілікті желіні қорғау шараларын қабылдау қажет.
DHCP және DNS протоколдарының өзара әрекеттесуі
DNS (Домендік Атаулар Жүйесі) — интернетке немесе жеке желіге қосылған желідегі компьютерлерге, қызметтерге және басқа объектілерге арналған иерархиялық, орталықтандырылмаған атау жүйесі. DNS телефон анықтамалығы сияқты жұмыс істейді: ол адамдарға есте сақтауға ыңғайлы домендік атауларды және компьютерді басқару үшін пайдалануға ыңғайлы сандық IP мекенжайларын корреляциялауға мүмкіндік береді.
DNS бір жүйеде жұмыс істейтін мыңдаған серверлерден тұрады. Егер бір сервер атауды немесе IP-ДІ шеше алмаса, яғни атауды мекен-жайға немесе керісінше түрлендіре алмаса, ол басқасына қол жеткізеді, ал ол өз кезегінде келесіге қол жеткізеді және т.б.
Домендік атаулары бойынша қажетті ресурстарды табу үшін құрылғылар DNS серверіне кіреді. Оның мекен-жайы ОЛАР ҚОСЫЛҒАН КЕЗДЕ DHCP серверінен алатын желі параметрлерінің жиынтығына кіреді. DNS сервері-БҰЛ DHCP сервері сияқты бағдарлама және онымен бір компьютерде немесе маршрутизаторда жұмыс істей алады.
Сыртқы мекенжайларға қол жеткізу ҮШІН DNS серверінің жергілікті желі ішінде орналасуы міндетті емес және сыртқы қызметті пайдалануға болады. Көбінесе тегін жалпыға ортақ сервер сыртқы DNS сервері ретінде пайдаланылады, мысалы, Google немесе CloudFlare.
DHCP протоколы, сөзсіз, желіні басқаруды жеңілдетеді. Оның кемшіліктері де бар; қауіпсіздікке төнетін қатерлер ерекше назар аударуды қажет етеді. СОНЫМЕН қатар, DHCP-нің негізгі принциптері мен архитектурасы өзгермейді, ал қазіргі заманғы желілер бұл протоколды қолданбай сирек жұмыс істейді.