DHCP steht für Dynamic Host Configuration Protocol. Es wird verwendet, um an einem Netzwerk teilnehmenden Geräten automatisch und dynamisch IP-Adressen zuzuweisen.
Die Vergabe von Adressen mittels DHCP erfordert einen DHCP-Server. Dies kann ein separates Gerät sein, ist jedoch oft ein Programm oder System-Dienst auf einem Rechner des Netzwerkes. Dieser Server wird als erster gestartet oder läuft kontinuierlich. Ein Netzwerk kann von mehreren DHCP-Servern betreut werden.
Die Kommunikation mit diesem Server findet über das Dynamic Host Configuration Protocol statt, welches im RFC 2131 definiert wurde und von der Internet Assigned Numbers Authority die UDP-Ports 67 und 68 zugewiesen bekommen hat.
Wie wird ein Host konfiguriert?
Treten nun weitere Geräte dem Netzwerkverbund bei, benötigen sie eine Adresse, um mit anderen kommunizieren zu können.
- Durch eine Nachricht DHCPDISCOVER an die sog. Broadcast-Adresse IP 255.255.255.255 (UDP-Port 67), werden die DHCP-Server aufgefordert, eine potentielle IP-Adresse mitzuteilen. Die Nachricht wird mit Absender 0.0.0.0 (UDP-Port 68) gesendet, da das Gerät noch keine IP-Adresse hat und übermittelt die MAC-Adresse des anfragenden Gerätes.
- Alle verfügbaren DHCP-Server unterbreiten daraufhin mit DHCPOFFER ein Angebot, welches neben der eigentlichen Adresse noch weitere Parameter haben kann, wie zum Beispiel die sog. Lease-Time, also die Zeit, für die angebotene Adresse genutzt werden kann. Sie senden zurück von ihrem UDP-Port 67 an alle 255.255.255.255 (UDP-Port 68).
- Das anfragende Gerät wählt aus den eintreffenden Angeboten eines aus. Dies kann z.B. das erste Angebot sein oder eines, welches besonders geeignet ist.
- Das Gerät fordert die gewählte Konfiguration vom entsprechenden Server an. Dazu wird ein DHCPREQUEST an alle gesendet, welches neben den Konfigurationsdaten den angesprochenen Server identifiziert. Alle anderen DHCP-Server werden diese Nachricht als Absage.
- Der angesprochene DHCP-Server bestätigt die Zuweisung mit DHCPACK. Kann die Zuweisung nicht (mehr) erfolgen, lehnt der Server mit DHCPNACK ab, womit das anfragende Gerät eine neue Anfrage DHCPDISCOVER starten kann.
- Zudem kann das anfragende Gerät selbst prüfen, ob die angebotene Adresse tatsächlich frei ist. Dazu fragt es bei dieser IP-Adresse nach. Reagiert das so angesprochene Gerät, so wird die IP-Adresse bereits verwendet. Diese Adresse dann mit DHCPDECLINE ablehnt werden.
Die DHCP-Kommandos
Folgende Befehle sind definiert:
- DHCPDISCOVER (client->server): Anforderung von Konfigurationsdaten eines beitretenden Gerätes.
- DHCPOFFER (server->client): Angebote von DHCP-Servern mit Konfigrationsdaten als Antwort auf DHCPDISCOVER.
- DHCPREQUEST (client->server): Anforderung der Zuweisung einer aus den DHCPOFFER-Angeboten ausgewählten Konfiguration. Alle anderen Angebote werden damit hinfällig.
- DHCPACK (server->client): Bestätigung der Zuweisung durch den angefragten Server.
- DHCPNACK (server->client): Ablehnung der Zuweisung durch den angefragten Server. Der Client kann einen neuen DHCPDISCOVER senden.
- DHCPDECLINE (client->server): Der Client lehnt eine IP-Adresse ab, da sie bereits genutzt wird. Er kann einen neuen DHCPDISCOVER senden.
- DHCPRELEASE (client->server): Der Client gibt seine Konfiguration frei. Seine Adresse steht somit anderen zur Verfügung.
Hinweise
DHCP ist vor allem nützlich, wenn sich die Teilnehmer des Netzes ändern oder man sich nicht mit der Netzwerkkonfiguration beschäftigen möchte.
Es ist auch mit dem Dynamic Host Configuration Protocol möglich, Geräten IP-Adressen stabil zuzuweisen. Dafür hinterlegt man beim DHCP-Server die Information, welcher MAC-Adresse welche IP-Adresse zuzuweisen ist. Diese IP-Adresse ist somit reserviert und wird nur dieser MAC-Adresse als Angebot unterbreitet.
Da sich die IP-Adressen aber bis auf die explizit zugewiesenen ändern, sollte man die Geräte generell mit ihrem Namen ansprechen.
Das Gegenteil von DHCP ist die Vergabe fester Adresse an die Netzwerkteilnehmer. Da hier jedes Gerät dauerhaft die gleiche Adresse hat, ist die Einschaltreihenfolge unwichtig. Die Geräte benötigen keinen zentralen Ansprechpartner, der bereits laufen muss. Darüber hinaus können die Geräte auch sicher mittels ihrer bekannten IP-Adresse angesprochen werden. Dieser Ansatz eignet sich allerdings nur für Netze überschaubarer Größe und stabiler Struktur, da eine doppelte IP-Adresse prinzipiell vermieden werden muss.
Der wesentliche Vorteil von DHCP ist die nach Einrichtung der Server automatische Konfiguration aller Netzwerkteilnehmer.
