آشنایی با پروتکل DHCP و نحوه کارکرد آن

پروتکل پیکربندی میزبان پویا (DHCP) یکپارچه برای شبکه‌ها است و آدرس‌های IP دریافتی دستگاه‌ها را کنترل می‌کند تا بتوانند با اینترنت ارتباط برقرار کنند. معمولاً تخصیص آی پی به صورت خودکار انجام می شود، اما اگر به آی پی های ثابت نیاز دارید، آشنایی با DHCP ضروری است.

DHCP می تواند وظایف IP را انجام دهد

هر دستگاهی که به شبکه متصل می شود به یک آدرس IP نیاز دارد. در روزهای اولیه شبکه، کاربران به صورت دستی یک آدرس IP را به خود اختصاص می‌دادند، اما این کار دشواری است، به‌ویژه برای مکان‌هایی که دستگاه‌های زیادی دارند، مانند دفتر شرکت. DHCP تا حدی این فرآیند را خودکار می کند که اتصال دستگاه ها به شبکه را بسیار آسان تر می کند. سرورها یا روترهای DHCP این فرآیند را بر اساس مجموعه ای از قوانین تعریف شده مدیریت می کنند.

برای مثال، اکثر روترها از محدوده 192.168.0.x استفاده می کنند، بنابراین معمولاً آدرس های آی پی مانند این را در شبکه های خانگی مشاهده خواهید کرد. روند بسیار مستقیم است. هنگامی که یک کلاینت (کامپیوتر، دستگاه IOT، تبلت، تلفن همراه و غیره) به شبکه متصل می شود، سیگنالی (به نام DHCPDISCOVER) به سرور DHCP (یا روتر) ارسال می کند.

سرور با تمام قوانین و تنظیمات شبکه و یک آدرس IP برای استفاده (یک DHCPOFFER) پاسخ می دهد. مشتری اطلاعات را تأیید می کند و برای استفاده از آدرس اختصاص داده شده (پیام DHCPREQUEST) اجازه می خواهد. در نهایت سرور DHCP درخواست را تایید می کند و کلاینت آزاد است تا به شبکه متصل شود.

DHCP رنج آدرس های IP را کنترل می کند

می توانید DHCP را برای کنترل رنج آدرس های آی پی موجود برای استفاده پیکربندی کنید. اگر آن محدوده را با شروع 192.168.0.1 و پایان آن را 192.168.0.100 اعلام کنید، آنگاه همه آدرس های موجود در آن محدوده قرار می گیرند. هرگز دستگاهی را نخواهید دید که به 192.168.0.101 اختصاص داده شده است. همچنین، به خاطر داشته باشید که IP شروع (در این مثال 192.168.0.1) برای روتر رزرو شده است.

برخی از روترها فقط یک آدرس شروع را لیست می کنند و سپس گزینه ای را برای حداکثر تعداد کاربر (که آدرس پایان را تعیین می کند) درج می کنند. نکته مثبت این است که می توانید کنترل کنید که چند دستگاه به طور همزمان به شبکه شما متصل شوند (در این مثال بیش از 100 دستگاه نیست). اما نقطه ضعف این است که اگر محدوده را خیلی کوچک تنظیم کنید، می توانید ناخواسته از اتصال دستگاه های جدید جلوگیری کنید. DHCP Server برای اجازه دادن به محدوده کمتری از آدرس‌های IP، فقط آدرس‌های IP را به دستگاه‌ها اجاره می‌دهند.

آدرس های اختصاصی به صورت دینامیک موقتی هستند

هنگامی که یک سرور DHCP یک آدرس IP اختصاص می دهد، این کار را تحت یک سیستم اجاره انجام می دهد. دستگاه این آدرس IP را برای چند روز مشخص نگه می دارد و پس از آن می تواند سعی کند آدرس IP را تمدید کند. اگر سیگنال تمدید ارسال نشود (مانند یک ماشین از کار افتاده)، سرور DHCP آدرس IP را برای اختصاص دادن به دستگاه دیگر بازیابی می کند.

هنگامی که سیگنال تجدید شناسایی شد، دستگاه آدرس IP خود را برای چند روز دیگر حفظ می کند. به همین دلیل است که اگر اغلب از گزینه ipconfig استفاده می کنید، ممکن است آدرس IP شما هر از چند گاهی تغییر کند. این امکان وجود دارد که دو دستگاه در نهایت با آی پی یکسانی مواجه شوند، مانند ماشین مجازی (VM) که بیشتر وقت خود را به صورت آفلاین می گذراند.

VM قادر به ارسال سیگنال تمدید نخواهد بود، بنابراین آدرس IP آن به دستگاه دیگری تحویل داده می شود. وقتی ماشین مجازی پشتیبان‌گیری می‌شود، همچنان سابقه‌ای از آدرس IP قدیمی دارد (مخصوصاً اگر از یک اسنپ شات بازیابی شود)، اما از زمانی که گرفته شده، نمی‌تواند از آن آدرس IP استفاده کند. بدون این مجوز، تا زمانی که یک IP جدید اختصاص داده نشود، نمی تواند به شبکه متصل شود. اما استفاده از آدرس های IP پویا باید از این نوع سناریو جلوگیری کند.

آدرس IP استاتیک برای برخی از دستگاه ها ضروری است

اگر یک چاپگر یا سرور رسانه متصل به شبکه (مانند یک واحد NAS Plex Server یا سرور بازی) دارید، تغییر آدرس IP برای آنها ناخوشایند است. گاهی اوقات سرویس های میزبانی شده برای عملکرد صحیح نیاز به پیکربندی خاصی دارند. به عنوان مثال، یک سرور Minecraft نیاز دارد که پورت 25565 فوروارد شود و ممکن است نرم افزاری داشته باشید که به IP لوکال NAS شما اشاره می کند.

اگر IP لوکال دستگاه تغییر کند، دیگر قوانینی (مانند پورت فوروارد) اعمال شده روی آن کار نخواهد کرد. در حالی که تمدید اجاره می تواند از این امر جلوگیری کند، هنوز امکان تغییر آدرس IP وجود دارد. اگر روتر شما مجدداً راه اندازی شود، به دلیل قطع برق یا به دلیل اینکه در حال تلاش برای حل یک مشکل مزاحم هستید، ممکن است تمام آدرس های IP ایجاد شده به صورت پویا دوباره تخصیص داده شوند. برای آن سناریوها، اختصاص دستی یک آدرس IP Static مشکل را حل می کند.

فرآیند دقیق این امر متفاوت است، به خصوص که رابط های وب روتر می توانند از دستگاهی به دستگاه دیگر حتی زمانی که توسط همان سازنده ساخته شده باشند، تغییر کنند. در برخی از روترها، مانند کیت Eero Mesh Router، ممکن است با عبارت دیگری مانند IP reservation به آن اشاره شود. اما یک آدرس IP استاتیک همچنان باید با قوانین محدوده مطابقت داشته باشد (در صورت وجود). استفاده از آدرس IP فعلی به عنوان پایه یک IP ثابت معمولاً ساده ترین کار است. بسته به دستگاه و سیستم عامل آن، ممکن است بتوان یک IP ثابت را به جای روتر یا سرور DHCP در انتهای دستگاه تنظیم کرد. اگر روتر خود از IP Static پشتیبانی نمی کند، ممکن است این مورد ضروری باشد.