پروتکل DHCP چیست و چه کاربردی در شبکه‌های کامپیوتری دارد؟

DHCP در حالی که امروزه چندین پروتکل مدیریت شبکه وجود دارد، DCHP به عنوان یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها به راه خود ادامه می‌دهد. DCHP مخفف Dynamic Host Configuration Protocol است و وظیفه خودکارسازی پیکربندی یا راه اندازی دستگاه‌ها را در شبکه‌ برعهده دارد. ماهیت DCHP به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا از خدمات شبکه مانند NTP، DNS و سایر پروتکل‌های ارتباطی مبتنی بر TCP یا UDP استفاده کنند.این پروتکل در تنظیم پویا یا تغییر پارامترهای پیکربندی هاست تاثیرگذار است. هنگامی که DHCP پارامترهای پیکربندی را به هر دستگاه در شبکه مربوطه اختصاص دهد، دستگاه می‌تواند با شبکه‌های IP دیگر ارتباط برقرار کند. در هر شبکه می‌توان یک آدرس IP را به صورت دستی یا پویا به هاست اختصاص داد. در یک شبکه کوچک که دارای 2 یا 3 کامپیوتر است، آدرس‌های IP را می‌توان به صورت دستی در شبکه تنظیم کرد، اما شبکه‌ای را تصور کنید که دارای صدها کامپیوتر باشد و آدرس‌های IP را باید به همه آن‌ها اختصاص داد؛ آیا این کار امکانپذیر است؟ این موضوع برای مدیران شبکه یک کابوس است! دو میزبان نمی‎توانند آدرس IP یکسانی داشته باشند و تخصیص آدرس IP به صورت دستی می‌تواند منجر به خطا یا اشتباه شود. بنابراین، برای حل این مشکل به یک پروتکل مدیریت شبکه DHCP نیاز داریم. پروتکل مدیریت شبکه DHCP آدرس‌های IP را به آسانی به اشتراک می‌گذارد. این مقاله به بررسی DHCP می‌پردازد. در اینجا توضیح می‌دهیم که DHCP چیست و همچنین نحوه عملکرد آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم. DHCP چیست؟ DHCPمخفف کلمه Dynamic Host Configuration Protocol است. پروتکل پیکربندی میزبان پویا یک پروتکل مدیریت شبکه است که برای تخصیص آدرس IP پویا و سایر اطلاعات به میزبان شبکه از آن استفاده می‌شود. DHCP تخصیص آدرس IP را به صورت خودکار مدیریت کرده و این خودکارسازی وظایف مدیر شبکه را بسیار آسان می‌کند. پروتکل مدیریت شبکه DHCP علاوه بر آدرس IP، Subnet masks، default gateway و آدرس سرور نام دامنه (DNS) و سایر تنظیمات را به هاست اختصاص می‌دهد.اجزای DCCPسرور DHCP: معمولا یک سرور یا روتر است که اطلاعات پیکربندی شبکه را در خود نگه می‌دارد.DHCP Client: نقطه پایانی است که اطلاعات پیکربندی را در هر دستگاه مانند کامپیوتر یا موبایل از سرور دریافت می‌کند.عامل رله DHCP: اگر فقط یک سرور پروتکل مدیریت شبکه DHCP برای چندین شبکه LAN دارید، عامل رله DHCP موجود در هر شبکه درخواست DHCP را به سرورها ارسال می‌کند. عامل رله باعث می‌شود تا سرورهای DHCP بتوانند درخواست از شبکه‎ها را مدیریت کنند.مجموعه آدرس IP: شامل لیستی از آدرس‎های IP است که برای تخصیص به مشتری در دسترس هستند.Subnet Mask: به میزبان می‎گوید که در حال حاضر در کدام شبکه حضور دارد.Lease Time: مدت زمانی است که آدرس IP در دسترس مشتری است. مشتری باید پس از یک مدت مشخص آدرس IP را تمدید کند.Gate address: Gate address به میزبان اجازه می‌دهد تا بداند Gate اتصال به اینترنت کجاست.معایب و مزایای پروتکل مدیریت شبکه DHCP• پیکربندی ایمن و قابل اعتماد• سهولت افزودن مشتریان جدید به شبکه • کاهش تداخل آدرس‎های IP• پیکربندی و تخصیص دقیق IP• پیکربندی مجدد فضای آدرس IP در سرور DHCP بدون نیاز به پیکربندی مجدد کلاینت• تخصیص IP تکراری یا نامعتبر وجود نداردسرورهای DHCP هیچ مکانیزم امنی برای احراز هویت کلاینت ندارند، بنابراین هر کلاینت جدیدی می‌تواند به شبکه متصل شود. این امر دارای خطرات امنیتی مانند: اختصاص دادن آدرس IP به مشتریان غیرمجاز و استخراج آدرس IP از آن‌هاست. DHCPچگونه کار می‌کند؟پروتکل مدیریت شبکه DHCP بر اساس مدل کلاینت-سرور عمل می‌کند. سرور DHCP مجموعه‌ای از آدرس‌های IP و اطلاعات مربوط به پارامترهای پیکربندی کلاینت مانند: Default gateway و نام دامنه را مدیریت می‎کند. سرور DHCP با یک آدرس خاص و اطلاعات معتبر تنها برای دوره زمانی مشخص معتبر است و پیکربندی آن توسط کارشناس شبکه انجام می‌شود.در شبکه‌های بزرگی که از multiple links تشکیل شده‌اند، یک سرور پروتکل مدیریت شبکه DHCP با کمک عوامل رله DHCP که روی روترهای متصل به هم قرار دارند به کل شبکه سرویس می‌دهد. چنین عواملی پیام‌ها را بین کلاینت‌های DHCP و سرورهای DHCP واقع در زیر شبکه‌های مختلف منتقل می‌کنند. DHCP در لایه برنامه کار می‌کند تا به صورت پویا آدرس IP را به کلاینت اختصاص دهد و از این طریق تبادل پیام‌هایی به نام تراکنش‎های DHCP اتفاق می‎افتد.DHCP Discovery: کلاینت DHCP پیام‌هایی را برای کشف سرورهای DHCP منتقل می‌کند. کامپیوتر مشتری بسته‌ای را با مقصد پخش پیش فرض 255.255.255.255 یا آدرس پخش زیرشبکه خاص در صورت پیکربندی ارسال می‌کند. 255.255.255.255 یک آدرس پخش ویژه است که به شما امکان می‌دهد یک بسته پخش را به شبکه‌ای که به آن متصل هستید ارسال کنید.DHCP Offer: هنگامی که سرور DHCP پیام DHCP Discover را دریافت می‌کند، با ارسال پیام پیشنهادی DHCP به مشتری، یک آدرس IP را به مشتری ارائه می‌کند. این پیام پیشنهادی DHCP شامل آدرس IP پیشنهادی برای مشتری DHCP، آدرس IP سرور، آدرس MAC مشتری، subnet mask، default gateway، آدرس DNS و lease information است. DHCP Request: در بیشتر موارد، مشتری می‌تواند چندین پیشنهاد DHCP دریافت کند، زیرا در یک شبکه سرورهای DHCP زیادی وجود دارد. اگر آدرس ‌دهی IP یک سرور با مشکل مواجه شود، سرورهای دیگر می‌توانند نسخه پشتیبان تهیه کنند؛ اما مشتری فقط یک پیشنهاد DHCP را دریافت می‌کند. در پاسخ به این پیشنهاد، مشتری یک درخواست به یکی از سرورهای DHCP ارسال می‌کند. تمام آدرس‌های IP ارائه شده دیگر از سرورهای DHCP باقیمانده برداشته شده و به مجموعه آدرس‌های IP موجود بازگردانده می‌شوند.DHCP Acknowledgment: سرور سپس Acknowledgment را برای مشتری ارسال می‌کند و استفاده از پروتکل مدیریت شبکه DHCP را برای مشتری تایید می‌کند. سرور ممکن است هر پیکربندی دیگری را که مشتری خواسته باشد ارسال کند. در این مرحله پیکربندی IP تکمیل شده و مشتری می‌تواند از تنظیمات IP جدید استفاده کند.سه روش برای تخصیص آدرس های IP تخصیص پویا مدیر شبکه طیفی از آدرس‌ها را برای پروتکل مدیریت شبکه DHCP رزرو می‌کند و در طول پیاده سازی اولیه شبکه هر کلاینت DHCP در شبکه برای درخواست یک آدرس IP از سرور DHCP پیکربندی شده است. فرآیند درخواست در یک دوره زمانی قابل کنترل به سرور DHCP اجازه می‌دهد تا آدرس‌های IP که تمدید نشده‌اند بازیابی و سپس مجددا تخصیص داده شوند.تخصیص خودکار پروتکل مدیریت شبکه DHCP به طور دائم یک آدرس IP را از محدوده تعریف شده توسط مدیر به مشتری درخواست کننده اختصاص می‌دهد. این مورد همانند تخصص پویا است اما سرور DHCP جدولی از تخصیص آدرس IP گذشته را نگه می‌دارد. تخصیص دستیبه این روش تخصیص استاتیک DHCP، تخصیص آدرس ثابت، رزرو و اتصال آدرس MAC/IP نیز می‌گویند. مدیر شبکه یک شناسه منحصر به فرد (شناسه مشتری یا آدرس MAC) را برای هر مشتری به یک آدرس IP اختصاص می‌دهد.توضیحات شبکهدر یک شبکه معمولی DHCP، یک سرور DHCP و چندین سرویس گیرنده DHCP مانند: رایانه‌های شخصی و رایانه‌های کوچک وجود دارد. پروتکل مدیریت شبکه DHCP از مدل کلاینت-سرور استفاده می‌کند؛ یعنی یک سرویس گیرنده برای پارامترهای پیکربندی مانند: آدرس IP، default gateway و subnet maskبه سرور اعمال می‌شود. معمولا سرور به پارامترهای پیکربندی درخواستی پاسخ می‌دهد.یک سرور DHCP آدرس‌های IP را به رایانه‌ها اختصاص می‌دهد و این کار اغلب در شبکه‌های سازمانی برای کاهش تلاش‌ و هزینه پیکربندی استفاده می‌شود. تمام آدرس‌های IP رایانه‌ها در پایگاه داده‌ای که روی یک ماشین سرور قرار دارد، ذخیره می‌شوند.نتیجه گیریپروتکل مدیریت شبکه DHCP در شبکه‎های اینترنتی برای تخصیص خودکار IP و سایر پارامترهای ارتباطی به دستگاه‌های متصل به شبکه با استفاده از معماری کلاینت-سرور استفاده می‌شود. این فناوری نیاز به پیکربندی جداگانه دستگاه‌های شبکه را به صورت دستی از بین می‌برد و از دو جز شبکه، یک سرور DHCP شبکه نصب شده در مرکز و نمونه‌های مشتری از Protocol stack در هر رایانه یا دستگاه تشکیل شده است.پروتکل اینترنت (IP) نحوه ارتباط دستگاه‌ها در داخل و بین شبکه‌های محلی در اینترنت را تعریف می‌کند. یک سرور DHCP می‌تواند تنظیمات IP را در دستگاه‌های موجود در شبکه محلی خود مدیریت کند، به عنوان مثال: با اختصاص آدرس‌های IP به آن دستگاه‌ها به صورت خودکار و پویا.