Что такое DHCP

Протокол динамической конфигурации хоста (DHCP) является неотъемлемой частью сетей и контролирует, какие IP-адреса получают устройства, чтобы они могли взаимодействовать с Интернетом. Обычно назначение IP-адресов происходит автоматически, но если вам нужны статические IP-адреса, необходимо знать DHCP.

DHCP может обрабатывать назначения IP

Каждому устройству, подключающемуся к сети, необходим IP-адрес. На заре развития сетей пользователи вручную назначали себе IP-адрес, но это была громоздкая задача, особенно для мест с большим количеством устройств, таких как корпоративный офис. DHCP частично автоматизирует этот процесс, что значительно упрощает подключение устройств к сети. DHCP-серверы или маршрутизаторы обрабатывают этот процесс на основе набора определенных правил. Например, большинство маршрутизаторов настроены на использование диапазона 192.168.0.x, поэтому такие IP-адреса вы часто увидите в домашних сетях.

Процесс довольно прост. Когда клиент (компьютер, устройство IOT, планшет, сотовый телефон и т. д.) подключается к сети, он отправляет сигнал (называемый DHCPDISCOVER) на DHCP-сервер (или маршрутизатор). Сервер отвечает всеми правилами и настройками сети, а также IP-адресом для использования (DHCPOFFER). Клиент подтверждает информацию и запрашивает разрешение на использование назначенного адреса (сообщение DHCPREQUEST). Наконец, DHCP-сервер подтверждает запрос, и клиент может подключиться к сети.

DHCP контролирует диапазон IP-адресов

Вы можете настроить DHCP для управления диапазоном IP-адресов, доступных для использования. Если вы укажете этот диапазон, начиная с 192.168.0.1 и заканчивая 192.168.0.100, то все доступные адреса попадут где-то в этот диапазон. Вы никогда не увидите устройство, которому назначен адрес 192.168.0.101. Также имейте в виду, что начальный IP-адрес (в этом примере 192.168.0.1) зарезервирован для маршрутизатора. Некоторые маршрутизаторы указывают только начальный адрес, а затем включают опцию максимального количества пользователей (которая определяет конечный адрес).

Преимуществом этого является то, что вы можете контролировать, сколько устройств одновременно подключаются к вашей сети ( в данном примере не более 100). Но недостатком является то, что если вы установите слишком маленький диапазон, вы можете непреднамеренно предотвратить подключение новых устройств. Чтобы обеспечить более низкий диапазон IP-адресов, DHCP-серверы сдают IP-адреса в аренду только устройствам.

Динамически назначаемые адреса являются временными

Когда DHCP-сервер назначает IP-адрес, он делает это в рамках системы аренды. Устройство сохраняет этот IP-адрес в течение заданного количества дней, после чего оно может попытаться обновить IP-адрес. Если сигнал обновления не отправляется (например, машина выведена из эксплуатации), DHCP-сервер возвращает IP-адрес для назначения другому устройству. При обнаружении сигнала обновления устройство сохраняет свой IP-адрес еще на несколько дней. Вот почему ваш IP-адрес может время от времени меняться, если вы часто используете опцию ipconfig.

Два устройства могут иметь один и тот же IP-адрес, например виртуальная машина (ВМ), которая большую часть времени проводит в автономном режиме. Виртуальная машина не сможет отправить сигнал обновления, поэтому ее IP-адрес будет передан другой машине. Когда виртуальная машина восстанавливается, у нее все еще сохраняется запись старого IP-адреса (особенно если она восстановлена из моментального снимка), но она не сможет использовать этот IP-адрес, поскольку он уже занят. Без этого разрешения он не сможет подключиться к сети, пока не будет назначен новый IP-адрес. Но использование динамических IP-адресов должно предотвратить подобные сценарии.

Для некоторых устройств необходимы статические IP-адреса

Если у вас есть подключенный к сети принтер или медиа-сервер (например, Plex-сервер NAS или игровой сервер), им было бы неудобно иметь свой IP-адреса изменены. Иногда для правильной работы размещенных служб требуется специальная настройка. Например, сервер Minecraft требует переадресации порта 25565, и у вас может быть программное обеспечение, указывающее на локальный IP-адрес вашего NAS. Если локальный IP-адрес устройства изменится, любые правила (например, переадресация портов), примененные к нему, больше не будут работать.

Хотя продление аренды может предотвратить это, IP-адрес все равно может измениться. Если ваш маршрутизатор перезапущен из-за отключения электроэнергии или из-за того, что вы пытаетесь решить неприятную проблему, все динамически сгенерированные IP-адреса могут быть переназначены. В таких сценариях проблему можно решить, назначив статический IP-адрес вручную.

Точный процесс для этого различается, особенно потому, что веб-интерфейсы маршрутизаторов могут меняться от устройства к устройству, даже если они сделаны одним и тем же производителем. На некоторых маршрутизаторах, таких как комплект Eero Mesh Router, это может обозначаться другим термином, например резервированием IP. Но статический IP-адрес по-прежнему должен соответствовать любым правилам диапазона, если они существуют. Обычно проще всего использовать текущий IP-адрес в качестве основы для статического IP-адреса. В зависимости от устройства и его операционной системы может оказаться возможным установить статический IP-адрес на стороне устройства, а не через маршрутизатор или DHCP-сервер. Это может быть необходимо, если сам маршрутизатор не поддерживает статический IP.