Если срок лизинга адреса клиентом dhcpv4 истекает какое сообщение отправляет клиент на сервер dhcp

Обновлено: 18.05.2024

Когда клиент Windows 2000/XP или предыдущих версий Windows конфигурируется для использования DHCP, чтобы получить свои настройки конфигурации TCP/IP, он проходит через процесс согласования с сервером DHCP, который заканчивается предоставлением аренды. Обмен информацией с этим сервером выполняется с помощью протокола, определенного в документе DHCP Request for Comment, который опубликован группой IETF (Internet Engineering Task Force).

Согласование аренды

Получив пакет DHCPACK, клиент выполняет окончательную проверку предложенного IP-адреса, используя протокол Address Resolution Protocol (Протокол разрешения адресов), чтобы выяснить, нет ли дублирования этого адреса в сети. Если такой адрес найден, то клиент отправляет серверу пакет DHCPDECLINE, отменяя всю транзакцию. Если нет, то эти настройки используются для конфигурирования стека TCP/IP, после чего можно начать вход в сеть.

Обновление аренды

Запуск сервера Microsoft DHCP

Сервер Microsoft DHCP – это приложение, которое используется для управления, отслеживания и назначения настроек конфигурации TCP/IP, а также протокола для передачи этих настроек клиентам DHCP. Сервер DHCP, который поставляется вместе с Windows 2000 Server, запускается как служба после его установки со страницы Local Area Connections Properties (Свойства соединений локальной сети) или с помощью аплета Add/Remove Programs (Установка и удаление программ) из панели управления (Control Panel). Кроме того, имеется оснастка DHCP, которая может использоваться сетевыми администраторами для определения настроек конфигурации, предоставляемых клиентам DHCP.

Как уже говорилось в предыдущих лекциях, администраторы Windows Server 2003 получили новое средство – Manage Your Server Wizard (Мастер управления сервером). Мы расскажем, как устанавливать DHCP с помощью мастера Manage Your Server Wizard, а также с помощью окна Add/Remove Windows Components (Установка и удаление компонентов Windows), вызываемого из панели управления.

Чтобы установить DHCP Server с помощью мастера Manage Your Server Wizard, выполните следующие шаги.

Откройте мастер Manage Your Server Wizard (который автоматически запускается при загрузке) из меню Administrative Tools (Администрирование).
Выберите вариант Add or remove a role (Добавление или удаление роли). Мастер проверит, что ваше сетевое соединение работает должным образом; щелкните на кнопке Next (Далее).
Выберите сервер DHCP в меню ролей серверов (Server Role Menu).

После этого мастер запускает New Scope Wizard (Мастер новой области).

Для установки сервера DHCP из панели управления выполните следующие шаги.

Дважды щелкните на аплете Add/Remove Programs в панели управления (Control Panel).
Выберите Add/Remove Windows Components в окне Add/Remove Programs, см. рис. 2.2.

Конфигурирование клиента для использования DHCP

Если вы решили сделать машину Windows XP/2000 клиентом DHCP, то вам нужно щелкнуть на кнопке выбора страницы свойств Internet Protocol (TCP/IP) Properties, чтобы все необходимые настройки конфигурации TCP/IP были автоматически назначены для вашей машины (см. рис. 2.4). Кроме того, все эти настройки хранятся в одном централизованном месте – на сервере DHCP, – что избавляет вас от необходимости ручного ведения записей о назначениях IP-адресов.

На клиентском компьютере можно также применять задаваемые клиентом значения многих параметров клиента DHCP (за исключением IP-адреса и маски подсети). Заданное клиентом значение всегда замещает значение, заданное сервером DHCP. По этой причине во время преобразования компьютеров из локальной конфигурации в DHCP не забывайте удалять жестко кодированные настройки TCP/IP клиентского компьютера.

Конфигурирование сервера DHCP

Конфигурирование настроек TCP/IP выполняется в DHCP Manager и заключается в создании областей и последующем назначении для них свойств. Область – это набор IP-адресов, которые могут динамически или автоматически выделяться клиентам DHCP по мере необходимости. Для создания области нужно определить диапазон последовательных IP-адресов в диалоговом окне New Scope Wizard ( рис. 2.5) и задать маску подсети, которая будет предоставляться вместе с ними. При необходимости вы можете исключать некоторые адреса из этого диапазона. Вы можете также изменять длительность аренды, которая будет согласовываться между клиентами и сервером.

Примечание. Вы можете конфигурировать сервер DHCP, но он не будет обслуживать клиентов, пока вы не авторизуете его.

После создания области вы определяете дополнительные настройки (из списка, представленного выше в разделе "Другие возможности DHCP"), которые вы хотите передавать вместе с областями, или указываете только те опции, которые будут передаваться вместе с адресами из определенной области. Причиной задания этих опций является то, что изолированные области обычно должны определяться для каждой подсети вашей сети, поскольку определенные настройки (такие как шлюзы по умолчанию) будут обязательно отличаться.

Например, типичная сеть среднего масштаба может состоять из нескольких подсетей, и для каждой из них вы будете создавать отдельную область. Такие настройки, как имя домена, серверы DNS и узел WINS/NBT, видимо, будут одинаковыми для всех клиентов во всем предприятии, поэтому их лучше всего определить как глобальные опции. Маршрутизаторы и серверы WINS/NBNS будут, скорее всего, определятся как опции на уровне области, поскольку они могут быть различными для различных областей. На рис. 2.6 показан пример опций, которые могут быть определены в рамках определенной области.

Именно администратор должен задать подходящие значения для всех обязательных параметров конфигурации TCP/IP. Обычно целью является обеспечение клиентов полной конфигурацией TCP/IP, но любые параметры, которые пропущены или неверно сконфигурированы, могут вызвать ошибки обмена TCP/IP на стороне клиента без предупреждения.

Сервер DHCP не может сам использовать DHCP для получения своей собственной конфигурации TCP/IP (даже от другого сервера DHCP). Его настройки должны быть сконфигурированы вручную в диалоговом окне Internet Protocol (TCP/IP) Properties.

DHCP и разрешение имен

Как вы узнаете из следующих разделов, еще одной важной задачей при использовании TCP/IP в интерсети предприятия является разрешение имен. Аналогично тому, как DHCP поддерживает список MAC-адресов своих клиентов и соответствующих IP-адресов, должны также существовать средства, позволяющие устанавливать соответствие между IP-адресами и хост-именами, которые назначаются всем компьютерам в сетевой среде Windows 2003. Столь же важно устанавливать соответствие между IP-адресами и именами NetBIOS для клиентов более ранних версий Windows.

DHCP и DNS

DHCP имеет довольно интересную связь с DNS, поскольку DHCP может отвечать не только за передачу IP-адреса клиенту. DHCP может также использоваться для регистрации клиентов, если активизированы динамическая DNS ( Dynamic DNS – DDNS ) и дополнительный код 81 DHCP. Дополнительный код 81 DHCP позволяет клиентам DHCP возвращать их полностью уточненное доменное имя ( FQDN ) серверу DHCP. В свою очередь, сервер DHCP может регистрировать клиентов с помощью DDNS , или клиенты могут регистрироваться с помощью службы разрешения имен. Этот дополнительный код дает серверу DHCP три варианта обработки информации DDNS для клиента DHCP.

Он всегда регистрирует ресурсные A-запись и PTR-запись клиента DHCP с помощью DDNS .
Он никогда не регистрирует ресурсную A-запись клиента DHCP.
Он регистрирует ресурсные A-запись и PTR-запись клиента DHCP с помощью DDNS только по запросу клиента.

DDNS позволяет серверам и клиентам DHCP динамически обновлять базу данных DNS. В частности, им разрешается обновлять A-запись (отображение имени на IP-адрес) и PTR-запись (отображение IP-адреса на имя). Когда клиент DHCP обращается при загрузке к серверу DHCP для получения параметров сетевой конфигурации, сервер DHCP регистрирует с помощью DDNS ресурсные A-запись и PTR-запись из FQDN этого клиента. Когда клиент DHCP пытается обновить аренду, используется (за одним исключением) тот же процесс. Он обращается к серверу DHCP, чтобы получить обновление, но затем клиентская служба DHCP может выполнить обновление с помощью DDNS .

Примечание. Вы должны в обязательном порядке тестировать взаимодействие между DHCP и DDNS для клиентов более ранних Windows.

Более подробную информацию по взаимодействию DHCP с DNS, а также другую информацию по DNS см. в "Управление пользователями и данными входа" .

DHCP и WINS

Разрешая проблему администрирования IP-адресов, DHCP влияет также на проблему разрешения имен NetBIOS. Если IP-адреса автоматически или динамически выделяются сетевым клиентам, то сетевому администратору практически невозможно следить за этими постоянно изменяющимися назначениями. Поэтому служба WINS (Windows Internet Naming System) работает совместно с DHCP для поддержки автоматического сервера имен NetBIOS, который обновляется каждый раз, как DHCP назначает новый IP-адрес. В сети Windows 2003 с DHCP служба WINS необходима только в тех случаях, когда все еще используется NetBIOS (то есть присутствуют клиенты более ранних версий Windows).

Всем привет! Сегодня статью мы посвятим рассказу о протоколе DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – что он из себя представляет, для чего он нужен и как он работает. DHCP доступен как для IPv4 (DHCPv4) , так и для IPv6 (DHCPv6) . В этой статье мы рассмотрим версию для IPv4. А следующей статье мы расскажем про его настройку.

Каждому устройству, подключенному к сети, нужен уникальный IP-адрес. Сетевые администраторы назначают статические IP-адреса маршрутизаторам, серверам, принтерам и другим сетевым устройствам, местоположение которых (физическое и логическое) вряд ли изменится. Обычно это устройства, предоставляющие услуги пользователям и устройствам в сети, поэтому назначенные им адреса должны оставаться постоянными. Кроме того, статические адреса позволяют администраторам удаленно управлять этими устройствами – до них проще получить доступ к устройству, когда они могут легко определить его IP-адрес.

Однако компьютеры и пользователи в организации часто меняют места, физически и логически. Это может быть сложно и долго назначать новые IP-адреса каждый раз, когда сотрудник перемещается. А для мобильных сотрудников, работающих из удаленных мест, вручную настройка правильных параметров сети может быть весьма непростой задачей.

Использование DHCP в локальной сети упрощает назначение IP-адресов как на настольных, так и на мобильных устройствах. Использование централизованного DHCP-сервера позволяет администрировать все назначения динамических IP-адресов с одного сервера. Эта практика делает управление IP-адресами более эффективным и обеспечивает согласованность внутри организации, включая филиалы.

DHCPv4 динамически назначает адреса IPv4 и другую информацию о конфигурации сети. Отдельный сервер DHCPv4 является масштабируемым и относительно простым в управлении. Однако в небольшом офисе маршрутизатор может быть настроен для предоставления услуг DHCP без необходимости выделенного сервера.

DHCPv4 включает три разных механизма распределения адресов для обеспечения гибкости при назначении IP-адресов:

Ручное распределение(Manual Allocation) - администратор назначает предварительно установленный IPv4-адрес клиенту, а DHCP сервер передает IPv4-адрес на устройство.
Автоматическое распределение(Automatic Allocation) - DHCPv4 автоматически назначает статический IPv4-адрес на устройство, выбирая его из пула доступных адресов. Нет аренды ( lease ), и адрес постоянно назначается устройству.
Динамическое распределение (Dynamic Allocation) - DHCPv4 динамически назначает или дает в аренду IPv4-адрес из пула адресов в течение ограниченного периода времени, выбранного сервером, или пока клиент больше не нуждается в адресе.

Динамическое распределение является наиболее часто используемым механизмом DHCP и при его использовании клиенты арендуют информацию с сервера на определенный период. DHCP серверы настраивают так, чтобы установить аренду (лизинг) с различными интервалами. Аренда обычно составляет от 24 часов до недели или более. Когда срок аренды истекает, клиент должен запросить другой адрес, хотя обычно он снова получает старый.

МЕХАНИЗМ РАБОТЫ DHCP

DHCPv4 работает в режиме клиент/сервер. Когда клиент взаимодействует с сервером DHCPv4, сервер назначает или арендует IPv4-адрес этому клиенту. Он подключается к сети с этим арендованным IP-адресом до истечения срока аренды и должен периодически связываться с сервером DHCP, чтобы продлить аренду. Этот механизм аренды гарантирует, что клиенты, которые перемещаются или выходят из строя, не сохраняют за собой адреса, которые им больше не нужны. По истечении срока аренды сервер DHCP возвращает адрес в пул, где он может быть перераспределен по мере необходимости.

DHCP — протокол автоматизации назначения IP-адреса клиенту. Он широко используется в современных сетях. В статье рассмотрим принципы работы, процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола.

Для чего нужен протокол DHCP

DHCP — протокол прикладного уровня модели TCP/IP, служит для назначения IP-адреса клиенту. Это следует из его названия — Dynamic Host Configuration Protocol. IP-адрес можно назначать вручную каждому клиенту, то есть компьютеру в локальной сети. Но в больших сетях это очень трудозатратно, к тому же, чем больше локальная сеть, тем выше возрастает вероятность ошибки при настройке. Поэтому для автоматизации назначения IP был создан протокол DHCP.

Впервые протокол был описан в 1993 году в документе RFC 1531, но с тех пор в описание вносились правки. На сегодняшний день основным документом, регламентирующим протокол, является RFC 2131. Помимо автоматизации процесса настройки IP, DHCP позволяет упростить диагностику подключения и переход из одной подсети в другую, оставляя уведомления для системного администратора в логах.

Принцип работы DHCP

Из вступления ясно, какие функции предоставляет DHCP, но по какому принципу он работает? Получение адреса проходит в четыре шага. Этот процесс называют DORA по первым буквам каждого шага: Discovery, Offer, Request, Acknowledgement.

Давайте подробнее рассмотрим DORA — принцип работы DHCP.

Протокол DHCP, получение адреса IP — DORA

Discovery, или поиск

Offer, или предложение

DHCP-сервер отвечает на поиск предложением, он сообщает IP, который может подойти клиенту. IP выделяются из области (SCOPE) доступных адресов, которая задается администратором.

Если имеются адреса, которые не должны быть назначены DHCP-сервером, область можно ограничить, указав только разрешенные адреса. Например, администратор может задать диапазон используемых IP-адресов от 192.0.0.10 до 192.0.0.255.

Бывает и так, что не все доступные адреса должны быть назначены клиентам. Например, администратор может исключить (exclude) диапазон 192.0.0.100 — 192.0.0.200 из используемой области. Такое ограничение называется исключением.

DHCP выделяет доступные IP-адреса из области только временно (об этом позже), поэтому нет гарантии, что при следующем подключении у данного клиента останется прежний IP. Но есть возможность назначить какому-либо клиенту определенный IP навсегда. К примеру, забронировать 192.0.0.10 за компьютером системного администратора. Такое сохранение IP для отдельных клиентов называют резервацией (reservation).

Request, или запрос

Acknowledgement, или подтверждение

Срок аренды

Когда DHCP-сервер выделяет IP из области, он оставляет запись о том, что этот адрес зарезервирован за клиентом с указанием срока действия IP. Этот срок действия называется срок аренды (lease time). Срок аренды может составлять от 24 часов до нескольких дней, недель или даже месяцев, он задается в настройках самого сервера.

Предоставление адреса в аренду, а не на постоянной основе необходимо по нескольким причинам. Во-первых, это разумное использование IP-адресов — отключенные или вышедшие из строя клиенты не резервируют за собой адрес. Во-вторых, это гарантия того, что новые клиенты при необходимости смогут получить уникальный адрес.

После получения адреса из области, клиент берет его в аренду на время, называемое T. Клиент переходит в связанное (BOUND) состояние и продолжает нормальную работу, пока не наступит время половины срока аренды — T1.

Три подхода к распределению адресов

Сервер назначает IP одним из трех основных способов.

Статическое распределение (static allocation). Почти как ввод адреса на каждом компьютере вручную. Отличие в том, что системный администратор задает нужные соответствия IP для MAC-адресов клиентов на самом DHCP-сервере. IP останется за клиентом, даже если тот выйдет из сети, отключится, перейдет в новую сеть и т.п.

Автоматическое распределение (automatic allocation). Сервер закрепляет IP из области за каждым клиентом навсегда. Срок аренды не ограничен.

Динамическое распределение (dynamic allocation). DHCP-сервер назначает адрес из области на определенное время, называемое сроком аренды. Такой подход полезен, если число доступных IP ограничено. IP назначается каждому клиенту при подключении к сети и возвращается в область, как только клиент его освобождает. В таком случае IP может отличаться при каждом подключении, но обычно назначается прежний.

DHCPNAK. Нередко в источниках можно встретить написание DHCPNACK, что является неправильным, так как RFC 2131 регламентирует именно NAK. DHCPNAK отправляется сервером вместо окончательного подтверждения. Такой отказ может быть отправлен клиенту, если аренда запрашиваемого IP истекла или клиент перешел в новую подсеть.

Опции DHCP

Для работы в сети клиенту требуется не только IP, но и другие параметры DHCP — например, маска подсети, шлюз по умолчанию и адрес сервера. Опции представляют собой пронумерованные пункты, строки данных, которые содержат необходимые клиенту сервера параметры конфигурации. Дадим описания некоторым опциям:

Option 82 — ретрансляция DHCP-сервера

Опции DHCP для загрузки PXE

Протокол DHCP позволяет загрузку компьютера без использования носителя данных. Такая загрузка происходит с сетевой карты и называется PXE (Preboot eXecution Environment). Для конфигурации сетевой загрузки LEGACY BIOS PXE используются DHCP-опции 43, 60, 66 и 67.

Option 43 зарезервирована для обмена информацией производителей;
Option 60 — классовый идентификатор; здесь указывается, например, PXE клиент;
Option 66 и 67 необходимы для указания имени сервера PXE и имени файла загрузки соответственно.

Взаимодействие DHCP и DNS

Как мы упоминали выше, Option 6 — это сервер DNS. Давайте рассмотрим подробнее взаимодействие двух протоколов.

В статье мы уже говорили, что DHCP-сервер имеет область IP-адресов, которые допускается распределять между клиентами в сети. DNS-сервер занимается тем, что сопоставляет IP-адреса и доменные имена. Это не только имена сайтов, но и имена компьютеров в сети, (например, NetworkServer PC).

Если вы хотите создать свою локальную сеть на базе Linux, потому что это бесплатно и вы не хотите связываться Windows, то вы можете столкнуться с проблемой взаимодействия DNS и DHCP. Linux не имеет Active Directory, как в Windows, позволяющей тесно связать DHCP и DNS, избегая необходимости обращаться к клиенту каждый раз по IP. Однако способы организовать такую связь существуют и для свободной системы.

Первый вариант — настроить DHCP-сервер так, чтобы фиксировал адрес за клиентом. Второй вариант — настроить взаимодействие DHCP- и DNS- серверов. Первый вариант подходит, если область IP-адресов широкая и вы можете позволить себе фиксировать IP за каждым клиентом. Если же для вас такой метод будет расточительным, то необходимо дать двум серверам работать вместе.

Взаимодействие DHCP и DNS необходимо для того, чтобы DNS-сервер вовремя получал информацию о новом IP клиента и мог сопоставить его с именем клиента в сети. Если сервера не будет взаимодействовать, это чревато ошибками и недоступностью клиентов.

Настроить данное взаимодействие можно в четыре шага при помощи пакета dnsmasq, доступного в стандартных репозиториях Ubuntu и Debian. Мы не будем давать детальную инструкцию по осуществлению, а лишь кратко опишем каждый шаг.

Шаг 1 — конфигурация сети

В первую очередь необходимо определиться с компьютером, который будет выполнять роль сервера. Важно выбрать тот компьютер (Ubuntu Server или Ubuntu Desktop), который вы не планируете выключать слишком часто. Если после полной настройки вы решите выключить компьютер, то вся сеть тоже выключится.

Выбранному компьютеру необходимо назначить статический IP. Делается это редактированием конфигурационного файла в директории /etc/network/interfaces.

Шаг 2 — установка dnsmasq

Установите пакет dnsmasq командой из терминала:

Шаг 3 — настройка фаервола

Для изменения настроек фаервола можно использовать Ubuntu Uncomplicated Firewall. Используйте следующие команды:

Шаг 4 — изменение настроек роутера

Зайдите в настройки вашего роутера из браузера, отключите DHCP для локальной сети, измените все настройки DNS так, чтобы они указывали на ваш только что настроенный сервер. Последнее действие — перезапуск сети на сервере. Для этого вы можете просто перезагрузить компьютер или использовать команды:

Недостатки протокола DHCP

Третий недостаток — вновь ненадежность UDP, но другого рода. UDP не обеспечивает гарантию доставки информации. Этот протокол допускает потери и ошибки, которые могут сказаться и на работе DHCP, в частности при PXE-загрузке.

Заключение

Мы рассмотрели основные принципы работы DHCP-серверов. Несмотря на недостатки и частые доработки, протокол DHCP широко используется в современных сетях. Также изучили процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола. Надеемся, эта статья оказалась вам полезна.

DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической настройки узла) — сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети.

Был предложен в 1993 г., и наиболее полное современное описание DHCP содержится в документе RFC 2131 (март 1997 г.).

DHCP является расширением протокола BOOTP, использовавшегося ранее для обеспечения бездисковых рабочих станций IP-адресами при их загрузке, и сохраняет с ним обратную совместимость.

Цель DHCP — устранить два основных ограничения, накладывающихся на другие анагологичные протоколы, а именно: отсутствие поддержки динамического назначения IP-адресов и возможность передавать от сервера на станцию-клиент лишь небольшое число параметров конфигурации.

Содержание

Работа протокола DHCP базируется на классической схеме клиент-сервер.

В роли клиентов выступают компьютеры сети, стремящиеся получить IP-адреса в так называемую аренду (lease).

DHCP-серверы выполняют функции диспетчеров, которые выдают адреса, контролируют их использование и сообщают клиентам требуемые параметры конфигурации.

Сервер поддерживает пул свободных адресов и, кроме того, ведет собственную регистрационную базу данных.

Опишем подробнее поля:

Алгоритм работы DHCP-сервера при получении DHCPDISCOVER:

Следует отметить, что сервер не обязан отвечать на каждый поступивший запрос DHCPDISCOVER. Такой подход дает возможность управления использованием сети: например, можно разрешить серверу отвечать только тем клиентам, которые предварительно зарегистрировались с помощью специальной процедуры.

Когда срок аренды адреса подходит к концу клиент может:

Для каждого клиента DHCP-сервер заводит в своей базе запись с параметрами конфигурации. Каждой записи соответствует уникальный ключ (например, ). Поддерживаемые параметры конфигурации определены в RFC 1122, RFC 1123, RFC 1196, RFC 1256.

Наиболее важные параметры:

выданный адрес
срок аренды
назначавшиеся ранее адреса
максимальный размер реассемблируемого пакета
перечень фильтров для нелокальной маршрутизации от источника
адрес для широковещательных пакетов
параметры статических маршрутов

Читайте также: