Протокол динамічного налаштування хоста (DHCP) є ключовим елементом мережевої інфраструктури, що регулює розподіл IP-адрес між пристроями для їхньої взаємодії в мережі, зокрема в Інтернеті. Зазвичай цей процес автоматизований, проте розуміння принципів DHCP є важливим, особливо коли виникає потреба у статичних IP-адресах.
DHCP автоматизує процес призначення IP-адрес
Кожний пристрій, що приєднується до мережі, потребує унікальної IP-адреси. На початку становлення мереж користувачі вручну конфігурували IP-адреси, що було досить складним завданням, особливо в умовах великої кількості пристроїв, наприклад, у великих офісах. DHCP частково автоматизує цей процес, роблячи підключення пристроїв до мережі значно простішим. Сервери або маршрутизатори DHCP виконують розподіл IP-адрес, керуючись встановленими правилами. Більшість маршрутизаторів зазвичай налаштовані на роботу в діапазоні 192.168.0.x, що пояснює схожість IP-адрес у домашніх мережах.
Процес відбувається наступним чином: коли клієнт (комп’ютер, пристрій IoT, планшет, смартфон тощо) приєднується до мережі, він надсилає запит (DHCPDISCOVER) на DHCP-сервер (або маршрутизатор). Сервер відповідає, надаючи інформацію про правила та налаштування мережі, а також пропонує вільну IP-адресу (DHCPOFFER). Клієнт підтверджує отриману інформацію і запитує дозвіл на використання запропонованої IP-адреси (DHCPREQUEST). В кінці, DHCP-сервер підтверджує запит, і клієнт може вільно працювати в мережі.
Контроль діапазону IP-адрес за допомогою DHCP
DHCP дозволяє налаштовувати діапазон IP-адрес, які можуть бути призначені пристроям. Наприклад, якщо вказано діапазон від 192.168.0.1 до 192.168.0.100, то всі призначені IP-адреси будуть знаходитися в цих межах. Ви ніколи не побачите пристрою з адресою 192.168.0.101. Слід також пам’ятати, що початкова IP-адреса (192.168.0.1 у прикладі) зазвичай зарезервована для самого маршрутизатора. Деякі маршрутизатори дають можливість вказати лише початкову адресу і максимальну кількість пристроїв (яка, відповідно, визначає кінцеву адресу діапазону).
Перевагою такого підходу є можливість контролювати максимальну кількість одночасно підключених пристроїв до мережі (в наведеному прикладі – не більше 100). Недоліком є те, що занадто малий діапазон може обмежити підключення нових пристроїв. Сервери DHCP відповідальні за надання пристроям IP-адрес, якщо доступний достатній діапазон.
Динамічні IP-адреси – тимчасові
DHCP-сервер надає IP-адресу на певний термін, що називається орендою. Пристрій зберігає цю IP-адресу протягом заданої кількості днів, після чого може намагатися її оновити. Якщо оновлення не відбувається (наприклад, пристрій вимкнено), DHCP-сервер повертає IP-адресу у пул доступних для призначення іншому пристрою. У випадку успішного оновлення, термін оренди IP-адреси продовжується на певний час. Саме з цієї причини IP-адреса може змінюватися час від часу, що можна помітити при частому використанні команди ipconfig.
Існує можливість того, що два пристрої можуть мати однакові IP-адреси, наприклад, віртуальна машина, яка рідко працює онлайн. В такому випадку ВМ не зможе надіслати запит на оновлення, і її IP-адресу може отримати інший пристрій. Коли віртуальна машина знову стане активною, вона матиме запис старої IP-адреси (особливо, якщо вона була відновлена зі знімка), але не зможе її використовувати, оскільки вона вже є зайнятою. Без оновлення IP-адреси ВМ не зможе підключитися до мережі, поки не отримає нову адресу. Використання динамічних IP-адрес допомагає уникнути таких ситуацій.
Статичні IP-адреси для спеціалізованих пристроїв
Для деяких мережевих пристроїв, таких як принтери або медіасервери (наприклад, NAS або Plex Server), часта зміна IP-адреси є неприйнятною. Хоча оренда DHCP може запобігти таким змінам, існує ймовірність того, що IP-адреса може змінитися. Якщо маршрутизатор перезавантажується через відключення електроенергії або з інших причин, всі динамічно призначені IP-адреси можуть бути перерозподілені. У таких випадках розв’язанням проблеми є ручне призначення статичної IP-адреси.
Точний процес призначення статичної IP-адреси може відрізнятися, оскільки веб-інтерфейси маршрутизаторів можуть відрізнятися в залежності від виробника і моделі. У деяких маршрутизаторах, наприклад, Eero Mesh Router, ця функція може мати іншу назву, наприклад, “резервування IP-адреси”. Важливо пам’ятати, що статична IP-адреса повинна знаходитися в межах встановленого діапазону. Як правило, найпростішим способом є використання поточної IP-адреси пристрою як основи для статичної IP-адреси. Також, залежно від пристрою і його операційної системи, можна налаштувати статичний IP безпосередньо на самому пристрої, а не через маршрутизатор або DHCP-сервер. Це може знадобитися, якщо сам маршрутизатор не підтримує функцію статичних IP.