51. Вспомогательные и сопутствующие стеку tcp/ip протоколы и сервисы.

Протокол DHCP.

Добавить коротко про ARP/RARP

Помимо основных протоколов стек протоколов TCP/IP содержит большое количество вспомогательных и сопутствующих . Среди них: Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) — сервис, используемый для автоматического назначения IP-адресов хостам.

Windows Internet Name Service (WINS) — сервис, поддерживающий распределенную, динамически обновляемую базу имен хостов и соответствующих им IP-адресов

Domain Name System (DNS) — служба разрешения доменных имен, базовая для Интернета. В традиционной реализации DNS требует указывать статическое соответствие между именем хоста и его адресом.

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) — сервис, используемый для автоматического назначения IP-адресов хостам. В сети, построенной на TCP/IP, каждому объекту (хосту) присваивается свой индивидуальный IP-адрес, по которому происходит идентификация объекта в сети и обращение к нему. В небольшой системе, состоящей из 10-15 компьютеров, не составит особого труда выделить каждой машине фиксированный IP-адрес и вручную указать его в сетевых настройках компьютера. Гораздо сложнее выполнить эту процедуру в большой сети, когда количество хостов может достигать сотен или тысяч. С помощью DHCP администратор может полностью автоматизировать процесс присвоения IP-адресов. Ему достаточно в конфигурации DHCP-сервера указать нужный интервал адресов, а клиенты при инициализации сетевой службы сами обратятся к DHCP-серверу с запросом на выделение временного IP-адреса. По истечении срока выдачи адреса конкретному клиенту тот может сохранить его за собой на следующий срок либо, если клиент не запрашивает продления, адрес может быть перераспределен другому хосту.

Таким образом, при наличии службы DHCP в сегменте сети администратор не должен постоянно следить за настройками IP на всех машинах этого сегмента. Все адреса заведомо указаны правильно, и вероятность, например, опечатки при указании адреса отсутствует. Если в сегменте появляется новая рабочая станция, то и в этом случае она автоматически получит правильный IP-адрес в своей подсети. Конечно, DHCP не ограничивается раздачей только IP-адресов. В настройках TCP/IP должны быть указаны дополнительные параметры, такие как маска подсети и адрес системы разрешения имен. DHCP-сервер передает клиенту полный пакет информации, необходимой для правильной конфигурации TCP/IP. Кроме того, администратор может дополнительно включать те или иные параметры в пакеты DHCP, которые передаются хостам в ответ на запрос адреса.Работа протокола DHCP базируется на классической схеме клиент-сервер. В роли клиентов выступают компьютеры сети, стремящиеся получить IP-адреса в так называемую аренду (lease), а DHCP-серверы выполняют функции диспетчеров, которые выдают адреса, контролируют их использование и сообщают клиентам требуемые параметры конфигурации. Сервер поддерживает пул свободных адресов и, кроме того, ведет собственную регистрационную базу данных. Взаимодействие DHCP-серверов со станциями-клиентами осуществляется путем обмена сообщениями.

Протокол DHCP поддерживает три механизма выделения адресов: автоматический, динамический и ручной. В первом случае клиент получает постоянный IP-адрес, в последнем DHCP используется только для уведомления клиента об адресе, который администратор присвоил ему вручную. Оба эти варианта не таят в себе чего-либо принципиально нового, а вот динамический механизм заслуживает детального рассмотрения. Выдача адреса в аренду производится по запросу клиента. DHCP-сервер (или группа серверов) гарантирует, что выделенный адрес до истечения срока его аренды не будет выдан другому клиенту; при повторных обращениях сервер старается предложить клиенту адрес, которым тот пользовался ранее. Со своей стороны, клиент может запросить пролонгацию срока аренды адреса либо, наоборот, досрочно отказаться от него. Протоколом предусмотрена также выдача IP-адреса в неограниченное пользование. При острой нехватке адресов сервер может сократить срок аренды адреса по сравнению с запрошенным.

Выдача нового адреса. Последовательность событий в этом случае такова

1. Клиент посылает в собственную физическую подсеть широковещательное сообщение DHCPDISCOVER, в котором могут указываться устраивающие клиента IP-адрес и срок его аренды. Если в данной подсети DHCP-сервер отсутствует, сообщение будет передано в другие подсети ретранслирующими агентами протокола BOOTP (они же вернут клиенту ответные сообщения сервера).

2. Любой из DHCP-серверов может ответить на поступившее сообщение DHCPDISCOVER сообщением DHCPOFFER, включив в него доступный IP-адрес (yiaddr) и, если требуется, параметры конфигурации клиента. На этой стадии сервер не обязан резервировать указанный адрес. В принципе, он имеет право предложить его другому клиенту, также отправившему запрос DHCPDISCOVER. Тем не менее спецификации RFC 2131 рекомендуют серверу без необходимости не применять подобную тактику, а кроме того, убедиться (например, выдав эхо-запрос ICMP) в том, что предложенный адрес в текущий момент не используется каким-либо из компьютеров сети.

3. Клиент не обязан реагировать на первое же поступившее предложение. Допускается, чтобы он дождался откликов от нескольких серверов и, остановившись на одном из предложений, отправил в сеть широковещательное сообщение DHCPREQUEST. В нем содержатся идентификатор выбранного сервера и, возможно, желательные значения запрашиваемых параметров конфигурации.

Не исключено, что клиента не устроит ни одно из серверных предложений. Тогда вместо DHCPREQUEST он снова выдаст в сеть запрос DHCPDISCOVER, а серверы так и не узнают, что их предложения отклонены. Именно по этой причине сервер не обязан резервировать помещенный в DHCPOFFER адрес.

Если в процессе ожидания серверных откликов на DHCPDISCOVER достигнут тайм-аут, клиент выдает данное сообщение повторно.

4. Присутствующий в сообщении DHCPREQUEST идентификатор позволяет соответствующему DHCP-серверу убедиться в том, что клиент принял именно его предложение. В ответ сервер отправляет подтверждение DHCPACK, содержащее значения требуемых параметров конфигурации, и производит соответствующую запись в базу данных.

Если к моменту поступления сообщения DHCPREQUEST предложенный адрес уже <ушел> к другому клиенту (например, первая станция слишком долго <размышляла> над поступившими предложениями), сервер отвечает сообщением DHCPNACK.

5. Получив сообщение DHCPACK, клиент обязан убедиться в уникальности IP-адреса (средствами протокола ARP) и зафиксировать суммарный срок его аренды. Последний рассчитывается как время, прошедшее между отправкой сообщения DHCPREQUEST и приемом ответного сообщения DHCPACK, плюс срок аренды, указанный в DHCPACK.

Обнаружив, что адрес уже используется другой станцией, клиент обязан отправить серверу сообщение DHCPDECLINE и не ранее чем через 10 с начать всю процедуру снова. Процесс конфигурирования возобновляется и при получении серверного сообщения DHCPNACK.

При достижении тайм-аута в процессе ожидания серверных откликов на сообщение DHCPREQUEST клиент выдает его повторно.

6. Для досрочного прекращения аренды адреса клиент отправляет серверу сообщение DHCPRELEASE.

Приведенная последовательность действий заметно упрощается, если станция-клиент желает повторно работать с IP-адресом, который когда-то уже был ей выделен. В этом случае первым отправляемым сообщением является DHCPREQUEST, в котором клиент указывает прежде использовавшийся адрес. В ответ он может получить сообщение DHCPACK или DHCPNACK (если адрес занят либо клиентский запрос является некорректным, например из-за перемещения клиента в другую подсеть). Обязанность проверить уникальность IP-адреса опять-таки возлагается на клиента.

Выбор адреса DHCP-сервером. Если на момент получения запроса DHCPDISCOVER сервер не располагает свободными IP-адресами, он может направить уведомление о возникшей проблеме администратору. В противном случае при выборе адреса обычно применяется следующий алгоритм. Клиенту выделяется адрес, записанный за ним в данный момент. Если это невозможно, сервер предложит адрес, которым пользовался клиент до окончания срока последней аренды (при условии, что данный адрес свободен), либо адрес, запрошенный самим клиентом при помощи соответствующей опции (опять же, если адрес не занят). Наконец, в том случае, когда все предыдущие варианты не проходят, новый адрес выбирается из пула доступных адресов с учетом подсети, из которой поступил клиентский запрос.