DHCP چیست و چگونه آدرس‌های IP را به‌صورت خودکار اختصاص می‌دهد؟

بیش از ۹۰٪ از شبکه‌های جهان با فناوری DHCP کار می‌کنند، اما کمتر کسی می‌داند پشت‌پرده این ماجرا چیست. در هر شبکه‌ی کامپیوتری، میلیاردها تبادل اطلاعات در هر ثانیه در حال انجام است؛ از اتصال ساده‌ی یک کاربر به وای‌فای خانه گرفته تا مدیریت هزاران سرور در یک دیتاسنتر سازمانی. نقطه‌ی مشترک تمام این ارتباط‌ها، نیاز به یک آدرس منحصربه‌فرد برای هر دستگاه است؛ همان چیزی که با نام آدرس IP می‌شناسیم. اما پرسش مهم اینجاست: DHCP چیست و چگونه بدون دخالت انسان، این آدرس‌ها را به‌صورت دقیق و هماهنگ میان صدها یا حتی میلیون‌ها دستگاه توزیع می‌کند؟ در این مقاله از دواپس ایران بخوانید.

DHCP چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

DHCP مخفف عبارت Dynamic Host Configuration Protocol است؛ یعنی «پروتکل پیکربندی پویای میزبان». وظیفه اصلی این سرویس، اختصاص خودکار آدرس IP و سایر تنظیمات شبکه مانند Subnet Mask ،Gateway و DNS به دستگاه‌ها است؛ بدون اینکه نیازی به دخالت دستی مدیر شبکه باشد.

برای درک بهتر عملکرد DHCP، می‌توان آن را به مسئول پذیرش یک هتل تشبیه کرد. همان‌طور که هر مسافر هنگام ورود، بر اساس ظرفیت خالی هتل یک اتاق موقت دریافت می‌کند، DHCP نیز به هر دستگاهی که وارد شبکه می‌شود، یک آدرس IP آزاد اختصاص می‌دهد. این آدرس الزاماً دائمی نیست و پس از پایان دوره استفاده (Lease Time)، می‌تواند به دستگاه دیگری واگذار شود.

با خدمات دواپس، سرعت توسعه، امنیت و پایداری زیرساخت خود را به سطحی بالاتر ببرید. همین حالا مشاوره رایگان از تیم دواپس ایران بگیرید و فرآیندهای تیم فنی‌تان را متحول کنید.

قبل از DHCP چه می‌شد؟

پیش از معرفی DHCP، فرآیند آدرس‌دهی شبکه کاملاً دستی انجام می‌شد. یعنی مدیر شبکه باید برای تک‌تک سیستم‌ها، آدرس IP، ماسک شبکه، دروازه پیش‌فرض و DNS را به‌صورت جداگانه وارد می‌کرد. این روش شاید در یک شبکه خانگی با دو یا سه دستگاه قابل مدیریت بود، اما در یک سازمان با ده‌ها یا صدها سیستم، به‌سرعت به یک بحران تبدیل می‌شد.

در چنین شرایطی مشکلات زیر به‌طور مداوم رخ می‌داد:

• تداخل آدرس (IP Conflict): دو دستگاه ناخواسته با یک IP یکسان تنظیم می‌شدند و هر دو از دسترس خارج می‌شدند.
• اتلاف وقت منابع انسانی: پیکربندی دستی چند ده سیستم زمان‌بر بود و در پروژه‌های بزرگ، حتی روزها طول می‌کشید.
• ریسک خطای انسانی: ورود دستی تنظیمات شبکه همیشه احتمال اشتباه را بالا می‌برد.
• عدم مقیاس‌پذیری: در صورت افزایش تعداد کاربران، باید کل فرآیند از ابتدا تکرار می‌شد.

ظهور DHCP در واقع پاسخی به همین چالش‌ها بود؛ راهکاری که آدرس‌دهی را از یک فعالیت دستی و پرخطا، به یک فرآیند خودکار، سریع و هوشمند تبدیل کرد.

DHCP چطور کار می‌کند؟ 

وقتی یک دستگاه مثل لپ‌تاپ یا تلفن همراه به شبکه متصل می‌شود، برای اینکه بتواند با سایر دستگاه‌ها ارتباط برقرار کند، نیاز به یک آدرس IP دارد. سرویس DHCP این آدرس را به‌صورت خودکار در چهار مرحله اختصاص می‌دهد:

ابتدا دستگاه پیامی با عنوان Discover در شبکه پخش می‌کند و اعلام می‌کند که «من تازه وارد شده‌ام و به یک آدرس IP نیاز دارم». در پاسخ، سرور DHCP پیامی به نام Offer ارسال می‌کند و می‌گوید: «یک IP آزاد برایت دارم، مثلاً 192.168.1.20».

در مرحله بعد، دستگاه با ارسال Request تأیید می‌کند که همان آدرس پیشنهادی را می‌پذیرد. در نهایت سرور DHCP با ارسال پیام ACK ثبت این آدرس را نهایی می‌کند و اجازه استفاده از آن را می‌دهد.

اگر بخواهیم این فرآیند را بسیار ساده‌تر بیان کنیم، DHCP درست مثل پذیرش یک هتل عمل می‌کند. مسافر وارد می‌شود و اتاق می‌خواهد، پذیرش یک گزینه پیشنهاد می‌دهد، مسافر آن را قبول می‌کند و در نهایت پذیرش کلید را تحویل می‌دهد. بعد از آن، مسافر تا زمانی که رزرو دارد، می‌تواند در آن اتاق بماند؛ درست همان‌طور که یک دستگاه تا پایان Lease Time از آدرس IP اختصاص داده‌شده استفاده می‌کند.

بیشتر بخوانید: تفاوت ipv4 و ipv6 چیست؟ کدام بهتر است؟

آیا DHCP امن است؟ تهدیدی به نام DHCP Spoofing

در سال ۲۰۱۸ در یکی از شرکت‌های خدمات مالی در اروپا، یک کارمند سابق که دسترسی‌اش قبلاً قطع شده بود، وارد ساختمان شد و وانمود کرد که برای مصاحبه آمده است. او تنها چیزی که همراه داشت، یک لپ‌تاپ کوچک و یک کابل LAN بود.

او در فرصتی کوتاه، لپ‌تاپ خود را به یکی از پورت‌های شبکه متصل کرد و یک DHCP Server جعلی روی دستگاهش اجرا کرد. به محض فعال شدن، سیستم‌های اطراف به‌جای دریافت آدرس IP از سرور اصلی شرکت، از این سرور جعلی آدرس گرفتند. در نتیجه، تمام ترافیک اینترنتی کاربران از طریق لپ‌تاپ او عبور کرد.

او بدون نیاز به هیچ هک پیچیده‌ای، تنها با DHCP Spoofing موفق شد:

• درخواست‌های کاربران به وب‌سایت‌های بانکی را شنود کند،
• اطلاعات لاگین برخی سیستم‌ها را سرقت کند،
• و حتی به صفحه مدیریت روتر سازمان دسترسی بگیرد.

این نفوذ ظرف کمتر از ۷ دقیقه انجام شد و تیم امنیتی تازه زمانی متوجه شد که اتصال اینترنت تعدادی از کاربران دچار قطعی و نوسان شده بود. هرچند نفوذگر در نهایت شناسایی شد، اما این حادثه باعث شد شرکت مذکور با بهره‌گیری از خدمات پشتیبانی شبکه و پیاده‌سازی سریع تدابیر امنیتی، DHCP Snooping را روی تمام سوئیچ‌ها فعال کند تا هیچ سرور DHCP غیرمجاز دیگری نتواند وارد شبکه شود.

اجزای اصلی DHCP

برای اینکه فرآیند اختصاص خودکار آدرس IP به‌درستی انجام شود، سه بخش اصلی در معماری DHCP نقش دارند:

DHCP Server

سرور DHCP همان سیستمی است که وظیفه مدیریت و توزیع آدرس‌های IP را برعهده دارد. این سرور می‌تواند روی یک روتر خانگی ساده یا روی یک سرور قدرتمند در دیتاسنتر سازمانی اجرا شده باشد. به‌عنوان مثال، زمانی که به مودم اینترنت خانگی متصل می‌شوید و به‌صورت خودکار اینترنت می‌گیرید، در واقع همان مودم نقش DHCP Server را برای شما دارد و یک آدرس IP از محدوده داخلی، مثل 192.168.1.10، در اختیارتان قرار می‌دهد.

DHCP Client

هر دستگاهی که درخواست دریافت IP می‌کند، در نقش DHCP Client ظاهر می‌شود. این دستگاه می‌تواند یک لپ‌تاپ شخصی، یک تلفن همراه، یک چاپگر تحت شبکه یا حتی یک سرور باشد. برای مثال، وقتی یک لپ‌تاپ در محیط سازمانی به شبکه وصل می‌شود، سیستم‌عامل آن به‌طور خودکار درخواست DHCP ارسال می‌کند تا بدون دخالت کاربر، تنظیمات شبکه موردنیاز خود را دریافت کند.

DHCP Relay

در شبکه‌های بزرگ، ممکن است DHCP Server در یک بخش از شبکه قرار داشته باشد و دستگاه‌های متقاضی در بخش دیگری باشند که مستقیماً به سرور دسترسی ندارند. در چنین شرایطی، تجهیزاتی مانند روتر یا سوئیچ لایه ۳ نقش DHCP Relay را برعهده می‌گیرند.

این تجهیزات درخواست کاربران را دریافت کرده و به سرور DHCP در بخش دیگری از شبکه ارسال می‌کنند. به‌عنوان مثال، در یک سازمان با چندین شعبه، ممکن است تنها یک DHCP Server مرکزی وجود داشته باشد و روترهای هر شعبه درخواست‌ها را به آن منتقل کنند.

بیشتر بخوانید: تفاوت آی پی خصوصی Private و عمومی Public چیست؟

مزایای استفاده از DHCP

پیاده‌سازی DHCP در شبکه هم فرآیند آدرس‌دهی را ساده می‌کند و هم از بروز بسیاری از اختلالات رایج جلوگیری می‌کند. مهم‌ترین مزایای این سرویس عبارت‌اند از:

مدیریت آسان شبکه

با فعال بودن DHCP، مدیر شبکه نیازی به تنظیم دستی آدرس IP برای تک‌تک دستگاه‌ها ندارد. تمام اطلاعات موردنیاز مانند IP، Subnet Mask، Gateway و DNS به‌صورت خودکار تخصیص داده می‌شود. این موضوع به‌ویژه در سازمان‌های بزرگ با تعداد کاربران بالا، یک ضرورت است.

جلوگیری از IP Conflict

در روش دستی، همواره این احتمال وجود دارد که دو دستگاه ناخواسته با یک آدرس یکسان تنظیم شوند و در نتیجه هر دو از دسترس خارج شوند. DHCP با نگهداری پایگاه داده‌ای از آدرس‌های فعال، از بروز این تداخل جلوگیری می‌کند.

مقیاس‌پذیری بالا

در شبکه‌هایی که به‌مرور زمان گسترش می‌یابند، DHCP این امکان را فراهم می‌کند که بدون نیاز به تغییر در ساختار اولیه یا بازتنظیم دستگاه‌ها، تعداد کاربران بیشتر می‌شود. این ویژگی در محیط‌هایی مانند دانشگاه‌ها، بیمارستان‌ها و مراکز داده اهمیت ویژه‌ای دارد.

صرفه‌جویی در زمان و هزینه

بر اساس گزارش منتشرشده توسط Cisco Networking Research در سال ۲۰۲۲، سازمان‌هایی که از DHCP در مقیاس گسترده استفاده کرده‌اند، به‌طور متوسط ۳۵ درصد زمان کمتری برای مدیریت تجهیزات شبکه صرف کرده‌اند. این کاهش زمان مستقیم به کاهش هزینه‌های عملیاتی (OPEX) منجر شده است.

جمع‌بندی

DHCP به‌عنوان ستون فقرات مدیریت آدرس‌دهی شبکه، باعث ساده‌تر شدن اتصال دستگاه‌ها و جلوگیری از خطاهای انسانی می‌شود و به سازمان‌ها امکان می‌دهد شبکه‌های خود را به‌راحتی گسترش دهند و پایدار نگه دارند. همان‌طور که دیدیم، این سرویس با اختصاص خودکار آدرس‌های IP و مدیریت هوشمند منابع شبکه، زمان و هزینه‌های عملیاتی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

با رشد فناوری‌های نوین مانند اینترنت اشیا (IoT)، دستگاه‌های هوشمند و متاورس، تعداد دستگاه‌های متصل به شبکه روزبه‌روز افزایش می‌یابد. بدون DHCP، مدیریت این حجم از تجهیزات تقریباً غیرممکن خواهد بود. بنابراین، تسلط بر این فناوری و پیاده‌سازی اصولی آن، هم نیاز امروز شبکه‌هاست و هم یک ضرورت برای آینده شبکه‌های مدرن و امن خواهد بود. در نهایت، در دنیای دیجیتال پرسرعت امروز، DHCP مانند یک ستون نامرئی است که با دقت و هوشمندی، دستگاه‌ها را به هم متصل می‌کند و امکان حرکت سریع و امن اطلاعات را فراهم می‌سازد.

سوالات متداول 

پاسخ به چند پرسش پرتکرار درمورد DHCP:

DHCP چیست و چه کاربردی دارد؟

 DHCP پروتکلی است که به‌صورت خودکار به دستگاه‌های متصل به شبکه، آدرس IP و سایر تنظیمات شبکه مانند Subnet Mask، Gateway و DNS را اختصاص می‌دهد. این پروتکل به‌ویژه در شبکه‌های بزرگ و سازمانی برای مدیریت آسان و جلوگیری از خطاهای دستی استفاده می‌شود.

چرا دستگاه‌ها بدون تنظیم دستی به شبکه متصل می‌شوند؟

با استفاده از DHCP، دستگاه‌ها به‌صورت خودکار درخواست آدرس IP می‌کنند و سرور DHCP به آن‌ها آدرس مناسب را اختصاص می‌دهد. این فرآیند بدون نیاز به دخالت کاربر انجام می‌شود و اتصال سریع و بدون خطا را فراهم می‌کند.

خطای DHCP چیست و چگونه رفع می‌شود؟

خطای DHCP زمانی رخ می‌دهد که دستگاه نتواند آدرس IP از سرور DHCP دریافت کند. این مشکل ممکن است به دلیل تداخل IP، پیکربندی نادرست شبکه یا مشکلات سرور DHCP باشد. برای رفع آن می‌توان دستگاه را ریست کرد، تنظیمات شبکه را بررسی و یا سرور DHCP را مجدداً راه‌اندازی کرد.

برای دریافت IP جدید از DHCP چه دستوری استفاده می‌شود؟

برای دریافت آدرس IP جدید از سرور DHCP در سیستم‌عامل ویندوز، می‌توان از دستور ipconfig /renew در Command Prompt استفاده کرد. این دستور درخواست جدیدی به سرور DHCP ارسال می‌کند و آدرس IP جدیدی دریافت می‌شود.