پروتکل DHCPچیست و چه کاربردی‌هایی دارد؟

معمولاً تخصیص IP به صورت خودکار انجام می‌شود. اما اگر به IP‌های ثابت نیاز دارید، آشنایی با DHCP ضروری است. DHCP یکی از پروتکل‌های لایه برنامه شبکه است که وظیفه اختصاص دادن خودکار نشانی‌های IP به مشتریان شبکه را بر عهده دارد. این پروتکل که نسخه به روز شده پروتکل بوت استرپ ۱۹۸۵ در نظر گرفته می‌شود، تخصیص IP را به دستگاه‌های شبکه خودکار و متمرکز می‌کند و نیازی به مدیران شبکه برای پیکربندی دستی دستگاه‌ها برای تخصیص IP را از بین می‌برد. در ادامه همراه ما باشید تا شما را بیشتر با این پروتکل آشنا کنیم.

پروتکل DHCPچیست؟

DHCP مخفف Dynamic Host Configuration Protocol است و به صورت پویا به آدرس دهی و پیکربندی میزبان‌ها در شبکه می‌پردازد. DHCP پروتکلی است که آدرس‌های IP و اطلاعات پیکربندی TCP/IP را به کلاینت‌های شبکه اختصاص می‌دهد. اطلاعات ثبت شده شامل اطلاعات زیر شبکه، آدرس IP پیش فرض گیت و آدرس سیستم نام دامنه (DNS) است.

همه دستگاه‌هایی که به شبکه وصل می‌شوند، نیاز به یک آدرس IP دارند. در ابتدای معرفی فناوری شبکه، کاربران آدرس IP خود را تعریف کردند. با این حال، این کار به ویژه برای مکان‌هایی که دارای چندین دستگاه هستند، مانند سازمان‌های تجاری DHCP دشوار بود. این پروتکل باعث می‌شود فرایند کار تا حدودی به صورت اتوماتیک باشد. در نتیجه وصل شدن دستگاه به شبکه آسان‌تر انجام می‌شود. سرورها یا روترهای DHCP این فرآیند را بر اساس مجموعه‌ای از قوانین از پیش تعریف شده مدیریت می‌کنند؛ بنابراین این نوع آدرس‌های IP معمولاً در شبکه‌های خانگی یافت می‌شوند.

کاربردهای پروتکل DHCP

استفاده اولیه از DHCP تخصیص و پخش نشانی‌های IP در شبکه با پیکربندی مناسب mask زیر شبکه، گیت پیش فرض و اطلاعات سرور DNS روی تجهیزات شبکه است. این روزها سازندگان تجهیزات الکترونیکی و لوازم خانگی به دنبال این هستند که این دستگاه‌ها به بخشی از اینترنت اشیا (IOT) تبدیل شوند. استفاده از DHCP راه خوبی برای اتصال دستگاه‌ها به اینترنت است. اختصاص IP و ارسال اطلاعات پیکربندی مهم به دستگاه‌هایی مانند یخچال، آبپاش چمن و غیره توسط سرور DHCP انجام‌پذیر است.

یک سرور DHCP دارای یک محدوده IP است که از آن می‌توانید IP را به هر کدام از کلاینت‌های شبکه اختصاص دهید. به این ترتیب شماره IP در دست سرور DHCP قرار می‌گیرد، اما وقتی دستگاهی روی شبکه می‌آید که به آدرس IP نیاز دارد، دستگاه از وجود DHCP اطلاعی ندارد. به همین دلیل بسته‌ای به نام Discovery را به عنوان پخش به شبکه می‌فرستد که در واقع آن را برای کل میزبان‌های شبکه ارسال می‌کند. پروتکل اینترنت (IP) به تعریف چگونگی برقراری ارتباط دستگاه‌ها در درون شبکه و بین شبکه‌های محلی و اینترنت می‌پردازد. سرور DHCP می‌تواند تنظیمات IP در دستگاه‌های موجود در شبکه محلی را انجام دهد.

ساختار و معماری DHCP

DHCP از چندین مؤلفه متفاوت مانند سرورها، کلاینت‌ها و رله‌ها ساخته شده است. همچنین اجزای دیگری وجود دارد که در ادامه به معرفی اجزای سازنده پروتکل DHCP می‌پردازیم.

Opcode

این مولفه نوع پیام (درخواست یا پاسخ) را نشان می‌دهد.

Hardware Type

این نوع اجزا نوع آدرس سخت‌افزار را در آدرس سخت‌افزار مشتری مشخص می‌کند.

Hardware Length

• این مولفه طول آدرس سخت‌افزار را در Client Hardware Address مشخص می‌کند.

سرور DHCP

به طور معمول، سرور DHCP یک روتر یا دستگاه شبکه‌ای است که سرویس DHCP را ارائه می‌دهد. خود سرور DHCP دارای یک فایل پیکربندی است که آدرس‌های IP و اطلاعات مشتری را ذخیره می‌کند.

کلاینت dhcp

کلاینت دستگاهی مانند کامپیوتر یا تلفن همراه است که به شبکه متصل است و با سرور DHCP ارتباط برقرار می‌کند.

رله dhcp

رله DHCP پیام‌های درخواستی بین کلاینت‌ها و سرورها را مدیریت می‌کند و اغلب در شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود.

مجموعه آدرس IP

این مجموعه حاوی لیستی از آدرس‌های IP است که می‌توانند به مشتریان اختصاص داده شوند.

Subnet Mask

این مولفه به میزبان می‌گوید که در حال حاضر در چه شبکه‌ای است.

زمان اجاره (Lease Time)

مدت زمانی است که آدرس IP در دسترس مشتری قرار دارد. مشتری باید آدرس IP را پس از مدت زمان مشخصی تمدید کند.

آدرس گیت (Gate address)

آدرس گیت به میزبان اجازه می‌دهد تا بداند دروازه دسترسی به اینترنت کجاست.

Hops

این اجزا تعداد روترهای بین سرور و کلاینت را مشخص می‌کنند.

شناسه تراکنش (Transaction ID)

شناسه تراکنش یا شناسه یکتا، نشان دهنده شناسه منحصر به فرد فرآیند است.

Seconds Elapsed

این مولفه زمان سپری شده از شروع تخصیص IP را نشان می‌دهد.

Flags

فلگ‌های بسته که پرچم‌های بسته را نمایش می‌دهند.

Client IP Address

آدرس مشتری را هنگام دریافت مجدد IP مشخص می‌کند.

Your IP Address

آدرس IP فعلی مشتری شما را نشان می‌دهد.

Server IP Address

نشانی IP سرور بعدی را مشخص می‌کند.

Gateway IP Address

حاوی آدرس IP واسطه‌ها (در صورت نیاز) است.

Client Hardware Address

این مولفه نیز حاوی آدرس دستگاه مشتری است.

Server Host Name

نام میزبان سرور حاوی نام سرور DHCP است.

Boot File

مولفه فایل بوت شامل فایل‌های بوت برای کلاینت‌های بدون دیسک است.

Option

فیلدی است که می‌تواند شامل گزینه‌های اختیاری برای بسته DHCP باشد.

hdcp relay

hdcp relay روتر یا گیرنده‌ای است که پیام‌های کاربر را دریافت کرده و در سراسر شبکه پخش می‌کند و سپس به سرور می‌فرستد. در نتیجه سرور پاسخی را به عامل حمل و نقل ارسال می‌کند تا به کاربر برسد. این کار را می‌توان برای پیکربندی چندین سرور DHCP به جای یک سرور در هر زیر شبکه انجام داد.

مزایای پروتکل DHCP

استفاده از این پروتکل دارای ویژگی‌های مثبت بسیاری است که مهمترین آن‌ها عبارتند از:

• پیکربندی و تخصیص خودکار IP به مشتریان
• تخصیص IP با سرعت بالا
• تداخل بین آدرس‌های IP را کاهش می‌دهد
• پیکربندی قابل اعتماد و ایمن
• افزودن مشتریان جدید به صورت آنلاین را آسان می‌کند.
• فضای آدرس IP را در سرور DHCP بدون پیکربندی مجدد کلاینت پیکربندی مجدد می‌کند.
• بدون تخصیص IP تکراری یا نامعتبر
• استفاده از این سرویس در مکان‌هایی که افراد مختلف اقامت می‌کنند و ثابت نیستند، مناسب است.

معایب پروتکل DHCP

استفاده از پروتکل DHCP در کنار مزایای فراوان برای شبکه دارای معایبی است که در زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• مشتریان IP دائمی ندارند که گاهی اوقات می‌تواند خطرناک باشد.
• امکان حملات DHCP Spoofing در شبکه افزایش می‌یابد که حمله خطرناکی است.
• برای سرویس مقرون به صرفه DHCP باید سرور مناسب تهیه شود.

پروتکل DHCPچگونه کار می‌کند؟

عملکرد پروتکل مدیریت شبکه DHCP بر اساس مدل مشتری- سرور است. سرور DHCP مجموعه‌ای از آدرس‌های IP و اطلاعات مربوط به پارامترهای پیکربندی مشتری مانند گیت پیش فرض و نام دامنه را حفظ می‌کند. سرورهای DHCP با آدرس‌های خاص و اطلاعات معتبر فقط برای مدت معینی معتبر هستند و توسط کارشناسان شبکه پیکربندی می‌شوند.

در شبکه‌های بزرگ با اتصالات زیاد، سرور DHCP رله‌های DHCP را به روترهای متصل در سراسر شبکه می‌فرستد. چنین عواملی پیام‌ها را بین مشتریان DHCP و سرورهای DHCP واقع در دامنه‌های مختلف ارسال می‌کنند. پروتکل DHCP در سطح نرم‌افزار کار می‌کند تا آدرس‌های IP را با تبادل پیام‌هایی به نام تراکنش‌های DHCP به مشتریان اختصاص دهد.

سخن آخر

در نهایت می‌توان گفت اگرچه DHCP با تخصیص خودکار IP از امکان تداخل با IP‌های شبکه جلوگیری می‌کند، اما گاهی اوقات ممکن است خطاهایی در عملکرد پروتکل وجود داشته باشد و تداخل IP رخ دهد. در این حالت، خود پروتکل معمولاً می‌تواند مشکل را حل کند. پروتکل DHCP یکی از پروتکل‌های مهم در شبکه است و نقش کلیدی در فرآیند اتصال سیستم به شبکه ایفا می‌کند؛ بنابراین تمرکز روی این پروتکل و اطلاع از روند کاری آن می‌تواند درک کاربر از شبکه و پیچیدگی آن را افزایش دهد.