18. Автоматизация процесса. Назначение IP -адресов. Отображение IP -адресов на локальные адреса.

18.1. Автоматизация процесса. Назначение IP - адресов.

Назначение IP -адресов узлам сети, даже при не очень большом размере сети, может представлять для администратора утомительную процедуру.

18.1.1. Протокол DHCP.

Протокол DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ) освобождает администратора от этих проблем, автоматизируя процесс назначения IP -адресов. DHCP может поддержать способ автоматического, динамического распределения адресов. Кроме этого  позволяет упростить способы ручного и автоматического статистического назначения адресов. Протокол DHCP работает в соответствии с моделью «клиент-сервер». Во время старта системы компьютер, являющийся DHCP -клиентом, посылает в сеть широковещательный запрос на получение IP -адреса. DHCP -сервер откликается и посылает сообщение-ответ, содержащий IP -адрес. Предполагается, что и DHCP -клиент и DHCP -сервер находятся в одной IP -сети.

18.1.2. Динамическое распределение адресов.

При динамическом распределении адресов DHCP -сервер выдает адрес клиенту на ограниченное время, называется время аренды ( lease duration ), что дает возможность впоследствии повторно использовать этот IP -адрес для назначения другому компьютеру. Основное преимущество DHCP -автоматизация рутинной работы администратора по конфигурированию стека TCP / IP.

18.1.3. Ручная процедура назначения статических адресов.

При ручной процедуре назначения статических адресов DHCP -сервер всегда выдает определенному клиенту адрес назначенных администраторов.

18.1.4. Автоматический статический способ назначения IP - адресов.

При автоматическом статическом способе назначения IP -адресов DHCP -сервер присваивает IP адреса из некоторого списка заранее объеденных администратором адресов. Границы списка назначаемых адресов задаются администратором при конфигурировании DHCP -сервера. Адрес дается клиенту из этого списка в постоянное пользование, т.е. с неограниченным сроком аренды. Между идентификатором клиента и его IP -адресом, как и при ручном назначении, поддерживается постоянное соответствие. Оно устанавливается в момент первого назначения DHCP -сервером IP -адреса клиенту. При всех последующих запросах сервер возвращает тот же самый IP -адрес.

DHCP обеспечивает надежный и простой способ конфигурации сети TCP / IP , гарантируя отсутствие дублирования адресов за счет централизированного управления их распределением.

18.1.5. Автоматический динамический способ назначения адресов.

При автоматическом динамическом назначении адресов администратор управляет процессом назначения адресов с помощью параметра «продолжительность аренды», т.е. временем, в течение которого компьютер может использовать назначенный ему IP -адрес, перед тем как снова запросить его от DHCP -сервера в аренду.

DHCP -сервер может назначить клиенту не только IP -адрес, но и другие параметры стека TCP / IP .

Например:

- маску,

- IP -адрес маршрутизатора по умолчанию,

- IP -адрес сервера DNS ,

- доменное имя компьютера и т.п.

18.2. Отображение IP -адресов на локальные адреса.

Одной из главных задач, которая ставилась при создании протокола IP , является обеспечение совместной согласованной работы в сети, состоящей из подсетей, использующих разные сетевые технологии. Одной из задач, которую необходимо решить для этого, является задача отображения IP -адресов в локальные адреса.

18.2.1. Протокол разрешения адреса ARP.

Для определения локального адреса по IP -адресу используется протокол разрешения адреса ARP ( Address Resolution Protocol ). Протокол ARP работает различным образом в зависимости от того, какой протокол канального уровня работает в сети - протокол локальной сети( Ethernet , Tokenring и т.д.) или же протокол глобальной сети ( x .25, frame relay ).

18.2.2. Протокол RARP.

Существует также протокол, решающий обратную задачу: по локальному MAC -адресу найти свой IP -адрес – RARP ( Reverse Address Resolution Protocol ).  Он используется в бездисковых рабочих станциях для получения IP -адреса по известному локальному адресу сетевого адаптера.

Необходимость обращения к протоколу ARP возникает каждый раз, когда модуль IP передает пакет на уровень сетевых интерфейсов, например драйверу Ethernet . IP -адрес узла назначения известен модулю IP . Требуется по этому адресу найти MAC адрес узла назначения.

Работа протокола ARP начинается с просмотра так называемой ARP -таблицы (кэш- ARP ). Эта таблица состоит из трех колонок: IP -адрес, MAC -адрес и тип записи, значение последнего столбца может быть либо динамической, либо статической.

Статические записи хранятся в таблице постоянно, а динамические время от времени удаляются по следующему алгоритму: если к IP -адрес из некоторой строки таблицы не было обращений некоторый период времени (порядка, нескольких минут), то эта запись удаляет из таблицы. В ARP -таблице содержаться записи не обо  всех узлах сети, а только о тех, которые активно участвуют в сетевых операциях.

В глобальных сетях администратору сети чаще всего приходится вручную формировать ARP -таблицы. Если после обращения модуля IP к ARP -таблицы обнаруживается, что  требуемый IP - адрес отсутствует, то исходящий IP -пакет ставится (записывается)  в очередь, после чего протокол ARP формирует запрос на определение локального адреса по известному IP -адресу.

Все узлы локальной сети получают ARP -запрос и сравнивают указанный в нем IP -адрес с собственным. В случае их совпадения узел формирует ARP ответ, содержащий свой IP -адрес и свой локальный адрес. ARP -ответ пересылается отправителю ARP запроса.