Использование DHCP для упрощения настройки IP-адресов

Завершено

DHCP автоматически настраивает сетевые устройства с использованием сведений о настройке IP-адреса. Это поможет ИТ-специалистам в компании Contoso упростить и централизовать размещение конфигураций IP-адресов. Если компания Contoso не использует DHCP, при каждом добавлении клиента в сеть потребуется настроить сетевой интерфейс с данными о сети, к которой выполняется подключение.

Совет

Сведения, которые необходимо настроить, включают IP-адрес, маску подсети для сети, параметры DNS клиента для разрешения имен и шлюз по умолчанию для доступа к другим сетям.

Преимущества DHCP

Основное преимущество использования DHCP заключается в сокращении объема обслуживания, необходимого для настройки сведений об IP-адресах на сетевых устройствах. Многие организации управляют тысячами компьютерных устройств, включая принтеры, сканеры, смартфоны, настольные компьютеры и ноутбуки. По этой причине управлять вручную конфигурациями IP-адресов сети для организаций такого размера непрактично.

Поскольку DHCP является автоматическим процессом, он более точен, чем настройка сведений об IP-адресах вручную. Это особенно важно для пользователей, которые не знают и не понимают процесс настройки.

DHCP упрощает обновление сведений о конфигурации IP-адресов. Как администратор, при изменении сетевой службы (например, при указании нового DNS-сервера) вы выполняете только одно обновление на DHCP-серверах, и эти изменения получают все DHCP-клиенты. Например, мобильный пользователь с переносным компьютером, на котором используется DHCP, автоматически получает новые сведения о конфигурации IP-адресов при подключении к новой сети.

Примечание.

По умолчанию все операционные системы Windows автоматически получают IP-адреса после первой установки операционной системы (ОС).

Как работает DHCP

Служба DHCP-клиента выполняется на всех компьютерах Windows, для которых свойства TCP/IP настроены для автоматического получения IP-адреса. DHCP-клиент взаимодействует с DHCP-сервером для получения сведений о конфигурации IP-адресов. Клиенты могут использовать назначенный DHCP-адрес в течение определенного периода аренды. DHCP-сервер настроен с использованием пула адресов и параметров конфигурации. Эта информация определяет, какие данные о конфигурации IP-адреса будут переданы клиентам. На следующем рисунке представлен процесс обмена данными, состоящий из четырех этапов.

Для обмена данными при создании аренды DHCP используются IP-трансляции. Поскольку IP-трансляции не маршрутизируются, необходимо настроить DHCP-сервер в каждой подсети или настроить ретранслятор DHCP. Многие маршрутизаторы предоставляют функции ретранслятора DHCP.

Четыре этапа создания аренды:

1. DHCP-клиент выполняет широковещательную рассылку пакета DHCPDISCOVER. Единственными компьютерами, которые отправляют отклик, являются компьютеры, имеющие роль DHCP-сервера, или компьютеры и маршрутизаторы, на которых выполняется агент ретранслятора DHCP. В последнем случае агент ретранслятора DHCP переадресует сообщение на DHCP-сервер, настроенный для ретрансляции запросов.
2. DHCP-сервер отвечает пакетом DHCPOFFER, который содержит потенциальный адрес клиента. Если несколько DHCP-серверов получат пакет DHCPDISCOVER, отклик может прийти от нескольких DHCP-серверов.
3. Клиент получает пакет DHCPOFFER. Если клиент получает несколько пакетов DHCPOFFER, он выбирает первый отклик. Затем клиент отправляет пакет DHCPREQUEST, который содержит идентификатор сервера. Таким образом DHCP-серверы, которые принимают широковещательную рассылку, получают информацию о том, какой сервер DHCPOFFER клиент решил принять.
4. DHCP-серверы получают пакет DHCPREQUEST. Серверы, которые клиент не принял, используют это сообщение как уведомление о том, что клиент отклонил предложение этого сервера. Выбранный сервер хранит сведения об IP-адресе и клиенте в базе данных DHCP и отправляет в ответ сообщение DHCPACK. Если DHCP-сервер не может предоставить адрес, предложенный в начальном сообщении DHCPOFFER, DHCP-сервер отправляет сообщение DHCPNAK.

Продление аренды DHCP

Когда пройдет 50 % времени аренды DHCP, клиент автоматически попытается продлить аренду. Процесс выполняется в фоновом режиме. Компьютер может использовать тот же IP-адрес, назначенный DHCP-серверу, в течение продолжительного времени. Это связано с тем, что компьютер продлевает аренду несколько раз.

Чтобы продлить аренду IP-адреса, клиент отправляет одноадресное сообщение DHCPREQUEST. Сервер, изначально арендовавший IP-адрес, отправляет клиенту в ответ сообщение DHCPACK. Это сообщение содержит все новые параметры, измененные с момента создания исходной аренды. Обратите внимание, что эти пакеты не включаются в широковещательную рассылку, так как на этом этапе у клиента есть IP-адрес, который можно использовать для одноадресной рассылки.

Примечание.

При обновлении параметров конфигурации DHCP клиенты могут не получить обновленные параметры до тех пор, пока не истечет 50 % времени аренды. Например, если настроить срок аренды, равный шести дням, клиенты могут три дня не получить обновленные параметры.

Если DHCP-клиент не может связаться с DHCP-сервером, клиент ждет, пока не истечет 87,5 % времени аренды. На этом этапе клиент отправляет широковещательное сообщение (не одноадресное) DHCPREQUEST, чтобы получить продление аренды, а запрос передается на все DHCP-серверы, а не только на тот сервер, который предоставил исходную аренду. Однако этот широковещательный запрос предназначен для продления, а не для получения новой аренды.

Так как клиентские компьютеры можно перемещать, когда они отключены (например, портативный компьютер, подключенный к новой подсети), клиентские компьютеры также пытаются выполнить продление в процессе запуска или при обнаружении компьютером изменения в сети. Если продление прошло успешно, период аренды сбрасывается.

DHCP версии 6

DHCP версии 6 (DHCPv6) поддерживает конфигурации с отслеживанием состояния и без отслеживания состояния для настройки клиентов в среде IPv6. Конфигурация с отслеживанием состояния используется, когда DHCPv6-сервер назначает клиенту адрес IPv6, а также дополнительные данные DHCP. Конфигурация без отслеживания состояния используется, когда маршрутизатор назначает IPv6-адрес автоматически, и сервер DHCPv6 назначает только другие параметры конфигурации IPv6.