Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

DHCP

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Was ist das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)?

Beim Dynamic Host Configuration Protocol, abgek├╝rzt DHCP, handelt es sich um ein Protokoll, mit dem sich IP-Adressen und andere Netzwerkkonfigurationsdaten in einem TCP/IP-Netzwerk zuteilen und verwalten lassen. Die Zuteilung erfolgt vom DHCP-Server an den Client. Dadurch ben├Âtigen die Clients keine manuelle Konfiguration, sondern k├Ânnen die ben├Âtigten IP-Parameter automatisch beziehen. Zu den IP-Parametern z├Ąhlt neben der IP-Adresse zum Beispiel die Netzwerkmaske. Das Dynamic Host Configuration Protocol ist in den RFCs 2131 und 2132 definiert. F├╝r die Kommunikation im IP-Netz verwendet es die UDP-Ports 67 und 68. Das Vorg├Ąngerprotokoll von DHCP ist BOOTP. Die beiden Protokolle sind in einigen eingeschr├Ąnkten Bereichen untereinander kompatibel.

Die Aufgaben von DHCP

Damit ein Rechner in einem TCP/IP-Netzwerk kommunizieren kann, ben├Âtigt er eine IP-Konfiguration. Das Dynamic Host Configuration Protocol ├╝bernimmt die Aufgabe, die IP-Konfiguration einem Client zuzuteilen und macht eine manuelle Konfiguration ├╝berfl├╝ssig. Zu den per DHCP konfigurierbaren Einstellungen z├Ąhlen:

  • die IP-Adresse
  • die zugeh├Ârige Subnetzmaske
  • das f├╝r den Rechner zust├Ąndige Default-Gateway
  • der f├╝r den Rechner zust├Ąndige DNS-Server (Domain Name Service)

Dar├╝ber hinaus bietet DHCP die M├Âglichkeit, weitere Einstellungen zu vergeben. Diese m├╝ssen vom Betriebssystem des Clients unterst├╝tzt werden. So liefert DHCP in Microsoft-Umgebungen beispielsweise die zust├Ąndigen WINS-Server (Windows Internet Naming Service). Auch die Zuweisung von NTP-Servern (Network Time Protocol) ist mit dem Dynamic Host Configuration Protocol m├Âglich.
Die automatische Vergabe der IP-Konfigurationen bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Die Fehleranf├Ąlligkeit der manuellen Konfiguration l├Ąsst sich minimieren und in gro├čen Netzen vereinfacht sich der Aufwand f├╝r die Adressverwaltung. So kann die Adressvergabe und Adressverwaltung f├╝r s├Ąmtliche Clients im Netzwerk kann an zentraler Stelle erfolgen.

Die Funktionsweise von DHCP

Dem Dynamic Host Configuration Protocol liegt eine typische Client-Server-Architektur zugrunde. F├╝r die Zuteilung der IP-Konfiguration fragt ein DHCP-Client bei einem DHCP-Server nach seinen Daten. Der DHCP-Server verf├╝gt ├╝ber einen Pool von IP-Adressen und kann somit eine Vielzahl von Clients versorgen. Oft ist die Funktion des DHCP-Servers in einem Router integriert. Damit die Adressvergabe funktioniert, m├╝ssen sich Client und Server in einer gemeinsamen Broadcast-Dom├Ąne befinden. Ist dies nicht der Fall, besteht die M├Âglichkeit, Clients einer fremden Broadcast-Dom├Ąne ├╝ber einen DHCP-Relay-Agenten an den zust├Ąndigen DHCP-Server weiterzuleiten.

Ist die Netzwerkschnittstelle eines DHCP-Clients aktiviert, sendet der Client ein Discover-Paket als Broadcast in das Netzwerksegment. Erh├Ąlt ein DHCP-Server dieses Paket auf seinem UDP-Port 67, sendet er an den Client ein Offer-Paket mit einer m├Âglichen Netzwerkkonfiguration. Der Client best├Ątigt anschlie├čend den Empfang und die Auswahl seiner Konfiguration (im Fall von mehreren Antworten) mit einem DHCP-Request, den der Server mit einem DHCP-Acknowledge beantwortet. Daraufhin darf der Client seine Netzwerkkonfiguration ├╝bernehmen und seinen TCP/IP-Stack mit den erhaltenen Parametern starten. Es sind auch Mechanismen vorgesehen, die es dem Client erlauben, vorgeschlagene Adressen abzulehnen oder neue Adressen anzufordern.

Die verschiedenen M├Âglichkeiten der Adresszuteilung durch einen DHCP-Server

DHCP-Server k├Ânnen IP-Adressen auf verschiedene Art zuteilen. Es steht folgende Zuteilungsarten zur Verf├╝gung:

  • die manuelle Zuteilung
  • die automatische Zuteilung
  • die dynamische Zuteilung

Die manuelle Zuteilung verkn├╝pft die MAC-Adresse eines Clients fest mit einer IP-Adresse. Fragt ein Client mit dieser MAC-Adresse bei einem DHCP-Server an, erh├Ąlt er immer die gleich IP-Adresse zugeteilt. Soll der DHCP-Server viele Clients bedienen, ben├Âtigt er die gleiche Anzahl an IP-Adresse wie Endger├Ąte vorhanden sind, auch wenn bestimmte Ger├Ąte nicht aktiv sind.

Bei der automatischen Zuteilung w├Ąhlt der DHCP-Server selbst aus einem Pool von verf├╝gbaren IP-Adressen. Eine einmal gemachte Zuordnung ist dauerhaft. Dadurch ist sichergestellt, dass Clients unter der gleichen IP-Adresse erreichbar sind. Wenn der Adresspool aufgebraucht ist, kann der Server keine weiteren IP-Adressen vergeben, selbst wenn einmal vergebene Adressen nicht mehr genutzt werden.

Die dynamische Zuteilung ist die h├Ąufigste Vergabemethode. Jeder Adresse ist eine Lease-Time (Zuteilungszeit) zugeordnet. Clients m├╝ssen ihre Adressen innerhalb dieser Zeit erneuern. Tun sie dies nicht, wird die Adresse freigegeben und der Server darf sie an einen anderen Client vergeben. Dies verhindert die langfristige Blockierung von IP-Adressen und hilft Adressen zu sparen.

Das Dynamic Host Configuration Protocol und IPv6

IPv6 beherrscht die Stateless Address Autoconfiguration und ben├Âtigt eigentlich kein Dynamic Host Configuration Protocol. Der Standard sieht dennoch die Adressvergabe durch einen DHCP-Server vor. Hierf├╝r ist das DHCPv6 Protokoll definiert. Es bietet eine ├Ąhnliche Funktionalit├Ąt wie das Dynamic Host Configuration Protocol in IPv4.


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