Caratteristiche e funzionamento del DHCP in informatica

Il Dynamic Host Configuration Protocol (o protocollo di configurazione dinamica degli indirizzi) o DHCP è un protocollo che permette, ai dispositivi di rete, di ricevere la configurazione IP necessaria per poter operare su una rete basata su Internet Protocol.
Per far parte di una rete, un elaboratore deve possedere un indirizzo univoco. Questo significa che due calcolatori non possono avere lo stesso indirizzo. In reti di grandi dimensioni, l’assegnazione degli indirizzi IP diventa un problema. Assegnare a tutte le macchine, che si collegano alla rete, un indirizzo diverso, può diventare un compito difficile per gli amministratori della rete, senza considerare che non tutte le macchine si collegano allo stesso momento.

Per rendere più semplice tale compito, viene usato un server che svolge appositamente la funzione di assegnare gli indirizzi agli host. Attualmente questi server possono trovarsi su macchine vere e proprie o su più semplici apparati come router e access point.
Il protocollo DHCP viene normalmente usato su reti locali. E’ utile per rendere una macchina immediatamente pronta all’utilizzo della rete. Oltre all’assegnazione dell’indirizzo IP, viene usato per comunicare altre informazioni necessarie agli host per il loro corretto funzionamento in rete.

Il protocollo DHCP ha bisogno di due componenti fondamentali per funzionare:

1. Un server DHCP: il calcolatore che assegna gli indirizzi IP (spesso un router), e anche il processo che svolge questa funzione.
2. Un client DHCP: il calcolatore che ha bisogno di ottenere un indirizzo IP valido per la sottorete a cui è collegato, e anche il programma che si occupa di richiedere l’indirizzo IP e configurarlo.
3. E’ prevista molto spesso anche la presenza di un terzo componente ovvero: Un DHCP Relay.
   Con un DHCP Relay, il calcolatore che si occupa di inoltrare le richieste DHCP ad un server, qualora questo non sia sulla stessa sottorete. Questo componente è necessario solo se un server DHCP deve servire molteplici sottoreti. Deve esistere almeno un DHCP relay per ciascuna sottorete servita. Ogni relay deve essere esplicitamente configurato per inoltrare le richieste a uno o più server.

Funzionamento

DHCP utilizza il protocollo UDP. Le porte registrate sono la 67 per il server e la 68 per il client.
Prima di ottenere l’indirizzo dal server DHCP, un client ha convenzionalmente un indirizzo impostato a 0.0.0.0. Per richiedere un indirizzo valido (e le relative informazioni annesse), il client invia in broadcast un pacchetto denominato DHCPDISCOVER. Tale pacchetto viene ricevuto da tutti gli host che compongono la rete, ma a rispondere, eventualmente, saranno solamente i server DHCP.

La risposta avviene mediante un pacchetto chiamato DHCPOFFER che, appunto, fornisce tutti i dati necessari al client per prendere parte alla rete. Il client attende un certo tempo prima di rispondere alle offerte, questo per poter permettere a tutte le offerte di giungergli. Successivamente effettua una scelta tra tutte le offerte ricevute, e comunica al relativo server DHCP di aver acquisito l’indirizzo comunicato. Questo viene fatto tramite la spedizione di un pacchetto conosciuto come DHCPREQUEST. Questo pacchetto viene mandato in broadcast, in modo tale da far sapere a tutti i server DHCP, quale indirizzo è stato scelto. Infine, il server conferma l’avvenuta assegnazione con un pacchetto chiamato DHCPACK. A questo punto, il client, avendo acquisito un indirizzo di rete valido, fa parte della rete a tutti gli effetti e può utilizzare la connettività a disposizione.
L’indirizzo assegnato, rimarrà tale per un limitato intervallo di tempo, denominato tempo di lease o lease time. Per rinnovare l’indirizzo prima della scadenza, il client deve rimandare un pacchetto DHCPREQUEST al server, il quale ritornerà un DHCPACK.