4.3.3.1. Giới thiệu về DHCP
Quy mô mạng, việc quản lý và gán địa chỉ IP cho máy khách sẽ tiêu tốn nhiều công sức và thời gian. DHCP tự động gán địa chỉ IP và sẽ đảm bảo việc quản lý các địa chỉ IP này. DHCP sử dụng một tiến trình tạo địa chỉ cho mướn để gán địa chỉ IP cho các máy tính khách chỉ trong một khoảng thời gian xác định. Do DHCP là một tiến trình cung cấp IP động nên các máy khách sẽ cập nhật hoặc làm mới các địa xin cấp của chúng tại các khoảng thời gian đều đặn. TCP/IP có thể được cấu hình tự động hoặc thủ công. Việc cấu hình tự động TCP/IP được thực hiện bằng cách sử dụng DHCP.
4.3.3.2. Quá trình cấp phát động của dịch vụ DHCP
Khi máy khách DHCP thực hiện, nó sẽ gửi yêu cầu xin cấp địa chỉ IP đến máy chủ DHCP. Máy chủ nhận yêu cầu này sẽ chọn một địa chỉ IP từ khoảng địa chỉ đã được định nghĩa trước trong cơ sở dữ liệu địa chỉ IP để cấp phát. Nếu máy khách chấp nhận địa chỉ mà máy chủ cung cấp thì máy chủ sẽ cung cấp
cho máy khách địa chỉ IP đó chỉ trong một khoảng thời gian giới hạn (tối đa là 8 ngày). Thông tin này có thể bao gồm một địa chỉ, một mặt nạ mạng con (subnet mask), địa chỉ IP của các máy chủ DNS, được cổng nối (gateway) mặc định và một địa IP của máy chủ WINS. Tiến trình cấp địa chỉ IP của DHCP được thực hiện theo tiến trình 4 bước: yêu cầu xin cấp IP, chấp nhận cấp IP, chọn lựa cung cấp IP, và xác nhận việc cấp IP.
a. Yêu cầu cấp IP
Mỗi khi một máy khách khởi động hoặc kích hoạt TCP/IP hoặc khi DNS thay mới địa chỉ IP đã được cấp của họ thì tiến trình xin cấp TCP/IP sẽ được khởi động. Máy khách truyền đi khắp mạng (broadcast) một thông điệp DHCPDISCOVER với mục đích để thu được địa chỉ IP. Máy khách sử dụng địa chỉ IP 0.0.0.0 như là địa chỉ nguồn vì không có địa chỉ IP nào được gắn lên thông điệp. Tương tự, máy khách cũng sử dụng địa chỉ IP 255.255.255.255 làm địa chỉ đích vì chính nó cũng không biết địa chỉ của máy chủ DHCP. Điều này để đảm bảo rằng thông điệp được phát đi rộng khắp trên toàn mạng. Thông điệp này chứa địa chỉ MAC (Media Access control - điều khiển truy xuất đường truyền), địa chỉ MAC chứa địa chỉ phần cứng của card mạng của máy khách.
b. Chấp nhận cấp IP
Máy chủ DHCP trả về máy khách một thông điệp DHCPOFFER trong cùng một phân đoạn mạng. Thông điệp này chứa địa chỉ phần cứng của máy khách, địa chỉ IP cung cấp, mặt nạ mạng con, thời gian hiệu lực của IP cho cấp phát, và định danh của máy chủ. Máy chủ DHCP dành ra địa chỉ IP này và không cấp cho các yêu cầu khác với cùng địa chỉ này. Máy khách sẽ chờ cấp IP trong 1 giây, nếu không có thông tin gì trả lời trong thời gian đó thì nó lại phát đi yêu cầu trong các khoảng thời gian 2, 4, 8 và 16 giây. Nếu máy khách vẫn không nhận được thông tin chấp nhận cung cấp, nó sẽ sử dụng các địa chỉ IP được lưu giữ trong một khoảng đã được đăng ký, từ 162.254.0.1 đến 162.254.255.254. Sau đó máy khách DHCP tiếp tục tìm kiếm máy chủ DHCP trong mỗi 5 phút. Khi tìm được máy chủ DHCP sẵn sàng thì máy khách sẽ nhận được các địa chỉ IP hợp lệ.
Máy DHCP khách sẽ báo nhận lời thông điệp cấp IP bằng cách phát đi một một thông điệp DHCPREQUEST. Thông điệp này chứa thông tin xác định máy chủ đã cấp IP động. Khi tất cả các máy chủ biết các thông tin máy chủ cấp thì các máy chủ còn lại sẽ lấy lại các thông báo cấp địa chỉ IP và sẽ sử dụng chúng cho các yêu cầu xin cấp phép IP khác.
d. Xác nhận cấp IP
Máy chủ DHCP đã nhận thông điệp DHCPREQUEST từ các máy khách sẽ trả lời một thông điệp DHCPACK. Thông điệp này chứa thông tin cấu hình và sự cấp phát hiệu lực cho địa chỉ IP đó. TCP/IP sẽ khởi động cấu hình đã được cung cấp từ máy chủ DHCP đó. Sau đó, máy khách sẽ buộc giao thức TCP/IP với các dịch vụ mạng và với card mạng do đó nó cho phép máy khách có thể liên lạc trên toàn mạng.
4.3.3.3. Phạm vi cấp phát
Khoảng địa chỉ IP có thể được cấp phát hoặc được gán cho các máy tính khách trên một mạng con được gọi là phạm vi(scope). Để xác định được nhóm địa chỉ IP được dùng để gán cho các DHCP khách, chúng ta có thể cấu hình pham vi đó trên máy chủ DHCP. Phạm vi cũng có thể được cấu hình bằng cách sử dụng các tham số bổ xung để cung cấp một số tuỳ chọn thêm vào cùng với việc cấp địa chỉ IP. Kiểu thông tin thay đổi này được gọi tên là tuỳ chọn phạm vi(scope option). Những tuỳ chọn này được áp dụng theo một trật tự nhất định, do đó chúng ta có thể dùng nó để gán nhiều mức quyền khác nhau. DHCP chủ cũng cung cấp một tuỳ chọn để giữ một địa chỉ IP đặc biệt cho một máy tính nào đó mà máy này luôn mạng địa chỉ IP nói trên mọi lúc. Điều này rất hữu dụng khi gán các địa chỉ IP cho các máy chủ DNS mà ở đó một sự thay đổi địa chỉ IP có thể gây ra sự hỗn loạn trong mạng.