DHCP-сервер простыми словами: принцип работы и настройка сети

Вы включаете ноутбук, подключаетесь к Wi-Fi — и через пару секунд уже открываете браузер. Никаких настроек, никаких вводов цифр, никаких звонков в поддержку. Это протокол DHCP отработал за кулисами, пока Вы даже не успели подумать об IP-адресах. И вот парадокс: чем лучше работает DHCP, тем меньше людей вообще знают о его существовании.

Зачем нужен DHCP и чем плоха ручная настройка IP-адресов

Представьте офис на 150 человек. Каждому устройству нужен уникальный IP-адрес, маска подсети, адрес шлюза и DNS-сервера. И всё это обслуживает сервер, к сборке которого для офиса тоже стоит подойти осмысленно. Ручная настройка IP-адресов — это заполнение четырёх полей на каждом компьютере, ноутбуке и принтере. 150 устройств × 4 параметра = 600 значений, которые надо ввести без ошибок.

Ошиблись в одной цифре — и у сотрудника «не работает интернет». Присвоили один и тот же адрес двум машинам — конфликт, и оба устройства теряют связь. Уволился сотрудник — его адрес надо освободить вручную, иначе пул исчерпается. А теперь умножьте это на три филиала и добавьте текучку кадров.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — это протокол, который автоматизирует выдачу IP-адресов и сетевых параметров. Сервер держит пул свободных адресов и раздаёт их устройствам по запросу. Никакой ручной работы, никаких таблиц в Excel с «кто какой IP занял».

Протокол DHCP вырос из BOOTP — протокола 1985 года, который умел загружать бездисковые рабочие станции по сети. В 1993 году вышел RFC 1531, и DHCP стал стандартом. Главное отличие от предшественника — концепция аренды: адрес выдаётся на время, а не навсегда.

Как работает DHCP: четыре шага протокола DORA

Процесс получения адреса укладывается в четыре UDP-пакета. Их называют DORA — по первым буквам каждого этапа. Весь обмен идёт через UDP-порты 67 (сервер) и 68 (клиент).

Почему Request тоже идёт широковещательно? Потому что в сети может быть несколько DHCP-серверов. Клиент этим сообщает всем: «Я выбрал вот этот сервер, остальные — отзовите свои предложения».

Весь цикл занимает миллисекунды. Вы не замечаете этих четырёх шагов, когда подключаете телефон к Wi-Fi — но они происходят каждый раз.

Что именно раздаёт DHCP

IP-адрес — лишь верхушка айсберга. Вместе с адресом клиент получает целый набор параметров, без которых сеть работать не будет.

Через опции DHCP можно передавать десятки дополнительных параметров: адрес TFTP-сервера для PXE-загрузки, NTP-сервер для синхронизации времени, SIP-сервер для IP-телефонии. Этим активно пользуются для массовой автонастройки оборудования — от IP-телефонов до тонких клиентов.

Аренда IP-адреса: зачем ограничивать время

Аренда IP-адреса (lease) — механизм, который не даёт пулу адресов исчерпаться. Когда устройство получает адрес, оно получает его не навечно, а на определённый срок: 8 часов, сутки, неделя — зависит от настроек.

Когда половина срока аренды проходит, клиент пытается продлить аренду у того же сервера. Если сервер подтверждает — таймер сбрасывается. Если сервер недоступен, клиент пробует ещё раз на отметке 87.5% от срока аренды, но уже широковещательно — вдруг ответит другой сервер. Если не ответил никто — адрес освобождается, и клиент начинает DORA заново.

Для офисных рабочих станций, которые включаются утром и выключаются вечером, адекватный lease time — 8–12 часов. Для гостевого Wi-Fi в кафе — 1–2 часа: посетители приходят и уходят, адреса должны освобождаться быстро. Для серверов и принтеров лучше использовать резервации, но об этом чуть ниже.

Динамика, резервации и статика: три подхода к адресации

Как работает DHCP в разных сценариях? Есть три способа назначать адреса, и часто их комбинируют в одной сети.

Динамическая выдача — сервер назначает свободный адрес из пула. Устройство может получить разный адрес при каждом подключении. Подходит для ноутбуков, телефонов, гостевых устройств.

Резервация по MAC-адресу — сервер закрепляет конкретный IP за конкретным устройством, привязываясь к его MAC-адресу. Принтер всегда получает 192.168.1.200, IP-телефон — 192.168.1.201. Адрес выдаётся через DHCP (централизованно), но всегда один и тот же.

Статическая настройка — адрес вбивается на устройстве вручную, DHCP не участвует. Используется для серверов и сетевого оборудования, которое должно сохранять адрес даже при отказе DHCP-сервера. Если вы только планируете серверную инфраструктуру офиса, стоит заранее продумать адресацию — о том, как выбрать сервер для офиса, мы рассказывали отдельно.

Резервация — золотая середина. Устройство получает постоянный адрес, но управление остаётся на сервере. Нужно сменить DNS для всех принтеров? Одно изменение на DHCP-сервере — и при следующем обновлении аренды все принтеры получат новые настройки.

Где живёт DHCP-сервер

DHCP-сервер может работать на разных платформах, и выбор зависит от масштаба сети.

В сети с несколькими VLAN у DHCP появляется дополнительная задача — особенно в крупных организациях, где сетевое оборудование и серверы размещены в выделенном помещении с соблюдением требований к серверным помещениям. Широковещательный Discover не проходит через границы VLAN — для этого на маршрутизаторе настраивают DHCP relay agent (ip helper-address в терминологии Cisco). Relay-агент перехватывает широковещательные запросы клиентов и пересылает их на DHCP-сервер в виде юникастов, добавляя информацию о том, из какой подсети пришёл запрос. Сервер по этой информации понимает, какой пул адресов использовать.

Настройка DHCP: базовый чек-лист

Настройка ip адресов через DHCP сводится к нескольким параметрам, независимо от платформы. Вот что нужно определить перед развёртыванием.

Диапазон (scope/pool). Например, 192.168.1.100–192.168.1.250. Оставляйте часть адресов вне пула — для статических назначений серверам, принтерам, точкам доступа.

Маска подсети. /24 (255.255.255.0) — стандарт для типовой офисной подсети на 254 хоста. Для мелких подсетей гостевого Wi-Fi хватит /26 (62 хоста).

Шлюз и DNS. Шлюз — IP-адрес маршрутизатора. DNS — либо внутренний DNS-сервер (если есть Active Directory), либо публичные (8.8.8.8, 1.1.1.1).

Время аренды. Слишком короткое — лишний трафик на продление. Слишком длинное — адреса «залипают» за отключёнными устройствами. Для стационарных офисов 8 часов — разумный компромисс.

Резервации. Создайте их для всех устройств, которые должны быть доступны по фиксированному адресу: принтеры, NAS, IP-телефоны, контроллеры управления.

На Linux с ISC DHCP конфигурация живёт в /etc/dhcp/dhcpd.conf и выглядит прямолинейно:

На Windows Server всё то же, но через графический интерфейс DHCP-оснастки или PowerShell (Add-DhcpServerv4Scope).

Типичные ошибки и как их избежать

Пересекающиеся пулы — два сервера раздают адреса из одного диапазона. Результат: конфликты адресов, устройства теряют связь случайным образом. Если нужна отказоустойчивость, используйте DHCP failover (Windows Server) или split-scope — разделите диапазон между серверами без пересечений (например, первый сервер раздаёт .100–.175, второй — .176–.250).

Забытый «чужой» DHCP — кто-то воткнул в офисную сеть домашний роутер с включённым DHCP. Часть устройств получает адреса от него, уходит в чужую подсеть и теряет доступ к корпоративным ресурсам. Решение — DHCP snooping на управляемых коммутаторах: свитч пропускает ответы DHCP только с доверенного порта.

Исчерпание пула — адресов в диапазоне меньше, чем устройств. Новые клиенты не могут получить адрес и работают с APIPA-адресом 169.254.x.x, который бесполезен за пределами локального линка. Мониторьте утилизацию пула и расширяйте диапазон заранее.

Куда движется DHCP: IPv6 и IPAM

С переходом на IPv6 появляется развилка. SLAAC (Stateless Address Autoconfiguration) позволяет устройству сгенерировать адрес самостоятельно на основе префикса от маршрутизатора — без сервера вообще. DHCPv6 работает аналогично классическому DHCP, но для 128-битных адресов и с поддержкой дополнительных опций.

В реальных инфраструктурах многие используют комбинацию: SLAAC для назначения адреса + DHCPv6 для передачи DNS и других параметров.

Отдельный тренд — интеграция DHCP с IPAM-системами (IP Address Management). Когда в сети тысячи устройств в десятках подсетей, ручное ведение области видимости на каждом DHCP-сервере превращается в ту же боль, от которой DHCP когда-то избавил конечных пользователей. IPAM-платформы (NetBox, Infoblox, phpIPAM) централизуют управление адресным пространством, DNS-записями и DHCP-scopes в одном интерфейсе.

DHCP — одна из тех технологий, которые работают тем лучше, чем меньше о них думают. Правильно настроенный протокол DHCP делает сеть самообслуживаемой: устройства подключаются, получают адреса, освобождают их при отключении. Администратору остаётся следить за утилизацией пулов, обновлять резервации и не допускать появления «диких» серверов в сети. Не героическая работа — но именно на таких мелочах держится инфраструктура, в которой у пользователей «просто всё работает».