Die Antwort auf die Frage „Was ist DHCP?“ lautet: Es handelt sich um den Standardmechanismus zur dynamischen Zuweisung von IP-Adressen innerhalb eines Netzwerks. Die Abkürzung steht für „Dynamic Host Configuration Protocol“.

Die IP-Adressierung (Internet Protocol) ist ein logisches Verfahren zur Zuweisung von Adressen an Geräte in einem Netzwerk. Jedes mit einem Netzwerk verbundene Gerät benötigt eine eindeutige IP-Adresse.

Zu Hause weist das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Ihren Smartphones, Laptops, Tablets und Geräten wie Türklingelkameras IP-Adressen zu. Wenn Sie WLAN in Ihrem Heimnetzwerk nutzen, fungiert in der Regel Ihr Router als DHCP-Server.

In großen Unternehmen ist ein DHCP-Server in der Regel ein eigens dafür vorgesehener Computer. Durch die Vereinfachung der IP-Adressverwaltung spart er Kosten, ist sicherer und beansprucht keine wertvolle Verwaltungszeit.

In diesem Glossareintrag werden wir die Grundlagen der Funktionsweise von DHCP erläutern. Anschließend werden wir zwei Aspekte genauer betrachten: die dynamische Adressvergabe und das Kommunikationsprotokoll.

Wie funktioniert DHCP?

DHCP ist ein Netzwerkverwaltungsprotokoll. Ein Client-Gerät (oder DHCP-Client), beispielsweise ein Laptop, verbindet sich mit einem Netzwerk und fordert eine IP-Adresse an. Die Anfrage wird an einen DHCP-Server gesendet.

Diese Server sind häufig redundant konfiguriert – oft als DHCP-Failoverbezeichnet – oder bilden ein Cluster mit anderen Netzwerkservern. Server können sowohl in IPv4- als auch in IPv6-Netzwerken betrieben werden.

Diagram showing the DHCP process in a network.

Der Server weist dem Gerät schnell und automatisch eine IP-Adresse sowie einige zugehörige Netzwerkkonfigurationsparameter zu. Sobald das Gerät die Zuweisung akzeptiert hat, kann es sowohl mit dem internen Netzwerk als auch mit dem öffentlichen Internet kommunizieren. Dieser Vorgang ist Teil der DHCP-Verwaltung, bei der IP-Adressen dynamisch zugewiesen und überwacht werden, um eine effiziente Zuweisung zu gewährleisten, Konflikte zu vermeiden und eine nahtlose Gerätekonnektivität aufrechtzuerhalten.

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Relevante Parameter

Neben der Zuweisung von IP-Adressen stellen diese Server auch relevante Parameter bereit, die als DHCP-Optionen bezeichnet werden. Die Internet Assigned Numbers Authority (IANA), die globale Koordinierungsstelle für IP-Adressen, definiert die verfügbaren DHCP-Parameter.

Es gibt Hunderte von Optionen. Zu den wichtigsten gehört die Dauer, für die die IP-Adresse genutzt werden kann – die sogenannte Lease-Zeit. Dazu gehören auch das Standard-Gateway, dessen Subnetzmaske und dessen DNS-Server.

Einige zusätzliche Definitionen

Zur Verdeutlichung wollen wir kurz einige der eben erwähnten Begriffe definieren:

  • Ein Standard-Gateway überträgt Daten zwischen dem lokalen Netzwerk und dem Internet oder zwischen lokalen Subnetzen hin und her.
  • In IP-Netzwerken wird eine Subnetzmaske verwendet, um die Host-Adresse und die Netzwerkadresse einer IP-Adresse voneinander zu trennen.
  • Ein DNS-Server löst Namen in IP-Adressen auf und übersetzt leicht zu merkende Domainnamen wie bluecatnetworks.com in IP-Adressen wie 104.239.197.100.

Dynamische IP-Adressvergabe mit DHCP

Die Zuweisung von IP-Adressen erfolgt dynamisch innerhalb eines vorgegebenen Adressbereichs. Daher verfügt ein mit dem Netzwerk verbundenes Gerät nicht über eine feste Adresse. Die IP-Adresse kann sich in regelmäßigen Abständen ändern, wenn die Leasingdauer abläuft, es sei denn, das Leasing wird erfolgreich verlängert.

Für Dienste, die stets verfügbar sein müssen, ist eine statische IP-Adresse oft die bessere Wahl. Unternehmen verwenden häufig statische IP-Adressen für Hardware wie Mailserver. Ein DHCP-Server sollte auf jeden Fall eine statische IP-Adresse haben.

Allerdings hat die Zuweisung einer bestimmten IP-Adresse an ein Gerät oder einen Dienst auch Nachteile. Ein Netzwerkadministrator muss die IP-Adresse manuell zuweisen, konfigurieren und nachverfolgen. Das ist eine zeitaufwändige Aufgabe. Oftmals muss der Administrator dafür physisch vor Ort beim Gerät sein.

Dynamische IP-Adressen sind hingegen in der Regel die bevorzugte Wahl, da sie:

  • in der Verwaltung kostengünstiger sind als statische IP-Adressen;
  • durch eine sich ständig ändernde IP-Adresse möglicherweise mehr Datenschutz und Sicherheit bieten; und
  • keine manuelle Verwaltung erfordern, wenn ein Gerät von einem Subnetz in ein anderes wechselt.

DHCP-Kommunikationsprotokoll

An der Kommunikation zur Erfüllung einer DHCP-Anfrage sind sowohl der Server als auch der Client beteiligt. Darüber hinaus erleichtert häufig ein Relay-Agent oder IP-Helper die Kommunikation zwischen den beiden. Relay-Agenten empfangen DHCP-Broadcast-Nachrichten von Clients und leiten diese Nachrichten mit Konfigurationsinformationen an Server weiter.

Die Kommunikation erfolgt über kleine Dateneinheiten, sogenannte Pakete, die durch ein Netzwerk weitergeleitet werden. Netzwerkprotokolle wie IP regeln alle damit verbundenen Regeln.

Meistens erfolgt die Kommunikation in vier Schritten. Kurz gesagt sind dies:

  1. Ein Discover-Paket wird vom Client an den Server gesendet.
  2. Der Server antwortet dem Client mit einem DHCP-Offer-Paket, das eine IP-Adresse enthält.
  3. Der Client empfängt und überprüft das Angebot und sendet anschließend ein Anforderungspaket an den Server zurück, um die Adresse anzunehmen.
  4. Der Server sendet ein Bestätigungspaket an den Client zurück, um die gewählte IP-Adresse zu bestätigen.

In diesem Zusammenhang noch ein letzter Hinweis: DHCP wird zusammen mit DNS und der IP-Adressverwaltung (IPAM) als DDI bezeichnet.

Möchten Sie wissen, wie sich DDI definieren lässt oder wie es als Teil einer umfassenden Verwaltungslösung funktioniert? Die Unified-DDI-Lösung von BlueCat ist der ideale Ausgangspunkt.

DHCP-FAQ

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