Сетевые сервисы DNS и DHCP
Сетевые сервисы относятся к ядру вашей сети, той основе, на которой все строится. По убеждениям автора это достаточно простые, однако, от этого не менее важные сервисы.
DNS – сервис, разрешающий доменные имена в IP адреса. Например, при обращении к ресурсам Интернет в поле URL мы вбиваем читабельное имя google.com, а работа с ресурсом осуществляется с помощью IP. Перед тем, как обратиться к ресурсу компьютер-клиент обращается к DNS серверу, запрашивая IP адрес для определенного имени. Если в базе DNS сервера такое имя есть, он возвращает клиенту искомый IP адрес. Если имя не найдено, в большинстве случаев DNS сервер обратится к вышестоящему DNS серверу. И так до самой верхушки: 13 корневых DNS серверов, которые обеспечивают работу корневой зоны DNS в сети Интернет. Получение ответа происходит по цепочке в обратном направлении.
Службы DNS и DHCP могут быть установлены на различных серверах и сетевых устройствах. Начиная от домашних роутеров, и заканчивая отдельными серверами, специально выделенными под эти задачи. При планировании сети важно правильно выбрать месторасположение и количество серверов, обеспечивающих надежную работу этих сервисов.
Например, для отказоустойчивости DHCP можно настроить несколько серверов, а для DNS помимо избыточности устанавливают внутренние и внешние DNS-сервера.
Настройка DNS и DHCP серверов может быть выполнена как ОС Windows так и Linux. В зависимости от выбранной платформы могут быть различные преимущества и особенности настройки. Например, в Windows 2012 появилась возможность поднять службу DHCP в отказоустойчивом режиме и использовать безопасные подключения для DNS. Для того, чтобы установить сетевые службы DNS и DHCP на серверах Windows необходимо поднять соответствующие роли. Дальнейшая настройка зависит от параметров вашей сети.
Работа ActiveDirectory тесно связана с сервисом DNS. Установить службы DNS можно в процессе поднятия роли ADDS, таким образом, установка DNS сервера будет произведена на контроллере домена. DHCP, кстати также имеет интеграцию с доменом: доменная машина не получит IP от DHCP сервера, если он не активирован в AD.
Для установки DNS и DHCP сервера требуется, чтобы сам сервер имел статический IP. Также на момент установки серверов крайне рекомендуется уже иметь разработанный план подсетей, областей и исключений. Также не стоит забывать о правильной конфигурации сетевого оборудования. Например, получение ip адреса от DHCP сервера будет работать в рамках одного широковещательного домена. Если вы используйте оборудование Cisco и несколько vLan, для каждого из них нужно прописать ip-helper с указание ip адреса DHCP сервера. В случае использования другого сетевого оборудования нужно найти механизмы для настройки этого функционала. После установки роли, подключиться к службам для дальнейшего управления можно с помощью консоли, которая находится в меню инструментов для администрирования.
Дальнейшая настройка DHCP сервера требует конфигурирования хотя бы одной области, в рамках которой будет указан пул выдаваемых IP адресов, адреса, которые нужно исключить из выдачи, а также резервирования. Резервировать IP адрес нужно для того, чтобы этот адрес выдавался автоматически, но только одному единственному устройству. В качестве уникального идентификатора используется MAK адрес сетевого интерфейса устройства, которому требуется выдать IP. Кроме этих настроек также можно указать ряд сетевых параметров (options), которые будут получены вместе с IP адресом. Например, шлюз и DNS сервера сети, прокси-сервера для выхода в Интернет, параметры PXE для загрузки устройства по сети, а также многое другое.
Для дальнейшей настройки DNS сервера потребуется создание хотя бы одной прямой и, при необходимости, обратной зоны, указать необходимость динамических обновлений и настроить пересылку запросов. Для настройки можно использовать готовый мастер, вызвать который можно из меню консоли управления DNS.
При создании зоны нужно указать ее тип. Существует 3 типа зон:
После того как зона создана. Ее нужно наполнить требуемыми записями.
Наиболее используемые из них
Есть еще другие, такие как SOA, SRV и пр.
Нужно отметить, что другие DNS сервера обновляют информацию о вашей зоне с некоторой задержкой, соответственно, нужно помнить, что, несмотря на то, что изменения DNS зоны применяются незамедлительно, говорить об однозначном отсутствии ошибок в разрешении имен можно только через 48 часов после применения изменений.
Одной из частых задач, возникающих при установке собственного DNS сервера является перенос зоны от провайдера. Для этого необходимо:
Говоря о создании резервной копии важно понимать, что сам сервис разворачивается за несколько минут и основными данными, которые подлежат защите, является:
Методов защиты этой информации существует великое множество. Какой из способов выбрать – решать Вам.
Данный текст был призван пролить свет на необходимость и принципы работы сетевых сервисов DNS и DHCP в инфраструктуре Вашего предприятия.
Если у Вас остались вопросы, Вы всегда можете получить консультацию наших специалистов или обратиться за помощью по внедрению продуктов, [email protected]
Что такое dhcp dns
Служба DNS является одним из ключевых компонентов, обязательным для работы доменов Windows 2000. Применение DNS-сервера, входящего в поставку Windows 2000, необязательно (т. е, можно использовать другие серверы и на других платформах, отвечающие определенным требованиям), но «штатный» сервер упрощает конфигурирование и сопровождение доменов Windows 2000. В противном случае неизбежны дополнительные операции по настройке «стороннего» DNS-сервера и велика вероятность периодического ручного конфигурирования при каких-то изменениях в сети (добавлении компьютеров, изменении адресов и т. п.).
Удобным дополнением к службе DNS в системах Windows 2000 является служба DHCP, упрощающая управление IP-адресами.
Служба WINS в Windows 2000 может использоваться по-прежнему, хотя в доменах Windows 2000, благодаря наличию серверов DNS, это становится необязательным.
В операционной системе Microsoft Windows 2000 Server поддерживается широко известный протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической конфигурации хоста). Это — открытый промышленный стандарт, который упрощает управление сетями на базе TCP/IP. Каждому хосту (компьютеру), подключенному к сети на базе TCP/IP, должен быть назначен уникальный IP-адрес. Протокол DHCP освобождает сетевых администраторов от необходимости настраивать все компьютеры вручную.
DHCP может автоматически конфигурировать настройки TCP/IP во время загрузки компьютера. Это позволяет хранить все доступные IP-адреса в центральной базе данных вместе с соответствующей информацией о конфигурации, такой как маска подсети, адрес шлюза и адреса серберов DNS и
WINS. DHCP упрощает работу системных администраторов. При этом чем больше сеть, тем выгоднее применять протокол DHCP. Без динамического назначения адресов администратору пришлось бы настраивать клиентов вручную, последовательно назначая адреса. Изменения должны производиться для каждого клиента по отдельности. Чтобы избежать двойного использования, IP-адреса должны распределяться централизованно. Информация о конфигурации без протокола DHCP распределена по клиентам; в этом случае трудно получить представление о конфигурациях всех клиентов.
Новые возможности DHCP в Windows 2000 Server
Протокол DHCP в Microsoft Windows 2000 Server был дополнен новыми функциями, что упростило развертывание, интеграцию и настройку сети.
Интеграция с DNS. Серверы DNS обеспечивают разрешение имен для сетевых ресурсов и тесно связаны со службой DHCP. В Windows 2000 серверы DHCP и клиенты DHCP могут регистрироваться в DNS.
Технические требования предложенной реализации взаимодействия DHCP-DNS описаны в черновом документе (http://www.ietf.cnri.reston.va.ns /internetdrafts/draft-ietf-dhc-dhcp-dns-08.txt, этот документ может не полностью описывать заключительную реализацию DHCP-DNS). Этот проект IETF определяет то, как сервер DHCP может регистрировать и модифицировать ресурсные записи DNS типа PTR (указатель) и А (адрес) от имени DHCP. В нем также определено, как назначить дополнительную опцию DHCP (код 81), предназначенную для обратного действия — возврата клиенту DHCP его полного имени DNS.
Улучшенное управление и мониторинг. Новая возможность обеспечивает уведомление об уровне использования пула IP-адресов. Оповещение производится при помощи соответствующего значка либо при помощи передачи сообщения.
Сервер DHCP поддерживает SNMP и MIB, что обеспечивает графическое представление статистических данных. Это помогает администратору отслеживать состояние сети, например, число доступных и занятых адресов, число арендных договоров, обрабатываемых за секунду и т. п.
Распределение групповых адресов. Добавлена возможность назначения групповых адресов. Типичные приложения для групповой работы — конференции или радиотрансляция требуют специальной настройки групповых адресов.
Защита от появления неправомочных серверов DHCP. Наличие нескольких серверов DHCP в одном сегменте сети может привести к конфликту. Новые механизмы позволяют обнаружить конфликт такого рода и деактивизировать работу сервера, обеспечив правильную работу DHCP.
Защита от подмены серверов. Регистрация уполномоченных (авторизированных) серверов DHCP выполняется при помощи Active Directory. Если сервер не обнаружен в каталоге, то он не будет функционировать и отвечать на запросы пользователей.
Кластеризация. Кластерные службы, работающие на Windows 2000 Advanced Server и Datacenter поддерживают DHCP-сервер в качестве ресурса кластера, что позволяет повысить доступность DHCP-сервера.
Автоматическая настройка клиентов. Клиенты с поддержкой DHCP, начинающие работу в сети, могут конфигурироваться самостоятельно с использованием временной конфигурации IP (если сервер DHCP недоступен). Клиенты продолжают попытки связаться с сервером DHCP для получения арендного договора в фоновом режиме каждые 5 мин. Автоматическое назначение всегда прозрачно для пользователей. Адреса для такого рода клиентов выбираются из диапазона частных сетевых адресов TCP/IP и не используются в Интернете.
Новые специализированные опции и поддержка пользовательских классов. Сервер DHCP в Windows 2000 может назначать специализированные опции, сокращая время на получение одобрения новой стандартной опции в IETF. Механизм пользовательских классов позволяет применять DHCP в заказных приложениях для сетей масштаба предприятия. Оборудование большинства поставщиков сетевого аппаратного обеспечения также может использовать различные номера опций для различных функций.
DHCP — развитие протокола ВООТР (RFC 951 и 1084), позволявшего динамически назначать IP-адреса (в дополнение к удаленной загрузке бездисковых станций). При этом DHCP предоставляет все данные для настройки стека протоколов TCP/IP и дополнительные данные для функционирования определенных серверов.
Область DHCP. Область (scope) DHCP — административная группа, идентифицирующая полные последовательные диапазоны возможных IP-адресов для всех клиентов DHCP в физической подсети. Области определяют логическую подсеть, для которой должны предоставляться услуги DHCP, и позволяют серверу задавать параметры конфигурации, выдаваемые всем клиентам DHCP в подсети. Область должна быть определена прежде, чем клиенты DHCP смогут использовать сервер DHCP для динамической конфигурации TCP/IP.
Пул адресов. Если определена область DHCP и заданы диапазоны исключения, то оставшаяся часть адресов называется пулом доступных адресов
(address pool) (в пределах области). Эти адреса могут быть динамически назначены клиентам DHCP в сети.
Диапазоны исключения. Диапазон исключения (exclusion range) — ограниченная последовательность IP-адресов в пределах области, которые должны быть исключены из предоставления службой DHCP.
Резервирование. Резервирование (reservation) позволяет назначить клиенту постоянный адрес и гарантировать, что указанное устройство в подсети может всегда использовать один и тот же IP-адрес.
Суперобласти. Это понятие, используемое в Диспетчере DHCP, которое задает множество областей, сгруппированных в отдельный административный объект — суперобласть (superscope). Суперобласти полезны для решения различных задач службы DHCP.
Арендные договоры. Арендный договор (lease) — отрезок времени, определяющий период, во время которого клиентский компьютер может использовать назначенный IP-адрес. При выдаче арендного договора он становится активным. В момент половины срока действия арендного договора клиент должен возобновить назначение адреса, обратившись к серверу повторно. Продолжительность арендного договора влияет на частоту обновления арендных договоров (интенсивность обращений к серверу).
Опции DHCP. Опции DHCP — дополнительные параметры настройки клиентов, которые сервер DHCP может назначать при обслуживании арендных договоров клиентов DHCP. Например, IP-адреса маршрутизатора или шлюза по умолчанию, серверов WINS или серверов DNS обычно предоставляются для каждой области или глобально для всех областей, управляемых сервером DHCP. Кроме стандартных опций, сервер DHCP Microsoft позволяет определять и добавлять пользовательские опции.
Протокол упрощает работу сетевого администратора, который должен вручную конфигурировать только один сервер DHCP. Когда новый компьютер подключается к сети, обслуживаемой сервером DHCP, он запрашивает уникальный IP-адрес, а сервер DHCP назначает его из пула доступных адресов. Этот процесс (рис. 17.1) состоит из четырех шагов: клиент DHCP запрашивает IP-адрес (DHCP Discover, обнаружение), DHCP-сервер предлагает адрес (DHCP Offer, предложение), клиент принимает предложение и запрашивает адрес (DHCP Request, запрос) и адрес официально назначается сервером (DHCP Acknowledgement, подтверждение). Чтобы адрес не «простаивал», сервер DHCP предоставляет его на определенный администратором срок, это называется арендным договором (lease). По истечении половины срока арендного договора клиент DHCP запрашивает его возобновление, и сервер DHCP продлевает арендный договор. Это означает, что когда машина пре-
кращает использовать назначенный IP-адрес (например, в результате перемещения в другой сетевой сегмент), арендный договор истекает, и адрес возвращается в пул для повторного использования.
 |
| Рис. 17.1. Функционирование DHCP |
Состав DHCP в Windows 2000
Служба DHCP в Windows 2000 состоит из трех основных компонентов.
Серверы DHCP. В состав сервера DHCP входит оснастка DHCP — удобный в работе графический инструмент, который позволяет администратору настраивать конфигурации для клиентов DHCP. Сервер DHCP также содержит базу данных для назначения IP-адресов и других параметров настройки. Сервер DHCP поддерживает более 30 опций DHCP согласно RFC 2132. Параметры конфигурации TCP/IP, которые могут быть назначены серверам DHCP, включают: IP-адрес для каждого сетевого адаптера на клиентском компьютере, маску подсети, шлюзы по умолчанию, дополнительные параметры конфигурации, например, IP-адрес сервера DNS или WINS. Один или более компьютеров в сети должны работать под управлением Windows 2000 Server с протоколом TCP/IP и установленным сервером DHCP. Если служба сервера DHCP установлена на компьютере, то сразу после задания и активизации областей автоматически создается база данных DHCP (рис. 17.2).
Клиенты DHCP. Клиентами сервера DHCP из состава Windows 2000 могут быть компьютеры, работающие на любой платформе. Компьютеры под управлением ОС производства Microsoft могут действовать как клиенты DHCP: Windows NT Server/Workstation (все версии), Windows 98/95, Windows for Workgroups 3.11 (с установленным 32-разрядным протоколом TCP/IP), Microsoft Network Client 3.0 for MS-DOS (с установленным драйвером реального режима), LAN Manager версии 2,2с.
 |
| Рис. 17.2. Компоненты DHCP |
Агенты ретрансляции BOOTP/DHCP. Работа протоколов ВООТР и DHCP основана на механизмах широковещания. Маршрутизаторы обычно по умолчанию не ретранслируют широковещательные посылки, поэтому передача таких посылок выполняется агентом ретрансляции. Агент ретрансляции DHCP — это маршрутизатор, либо хост, который слушает широковещательные сообщения DHCP/BOOTP и переадресовывает их на заданный сервер (серверы) DHCP. Использование агентов ретрансляции избавляет от необходимости устанавливать сервер DHCP в каждом физическом сегменте сети. Агент не только обслуживает прямые локальные запросы клиента DHCP и перенаправляет их на удаленные серверы DHCP, но также возвращает ответы удаленных серверов DHCP клиентам DHCP.
Администратор может отменить параметры динамической настройки, настроив их вручную. Любая информация, вручную введенная на клиенте, отменяет параметры динамической настройки.
Работа с DHCP в Windows NT 4.0 и Windows 2000
В табл. 17.1 перечислены общие задачи по работе с серверами DHCP и показано, как можно выполнить эти задачи и Windows NT и в Windows 2000 Server.
Таблица 17.1. Работа с DHCP в Windows NT4.0 и Windows 2000
Принципы работы протокола DHCP
DHCP — протокол автоматизации назначения IP-адреса клиенту. Он широко используется в современных сетях. В статье рассмотрим принципы работы, процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола.
Для чего нужен протокол DHCP
DHCP — протокол прикладного уровня модели TCP/IP, служит для назначения IP-адреса клиенту. Это следует из его названия — Dynamic Host Configuration Protocol. IP-адрес можно назначать вручную каждому клиенту, то есть компьютеру в локальной сети. Но в больших сетях это очень трудозатратно, к тому же, чем больше локальная сеть, тем выше возрастает вероятность ошибки при настройке. Поэтому для автоматизации назначения IP был создан протокол DHCP.
Впервые протокол был описан в 1993 году в документе RFC 1531, но с тех пор в описание вносились правки. На сегодняшний день основным документом, регламентирующим протокол, является RFC 2131. Помимо автоматизации процесса настройки IP, DHCP позволяет упростить диагностику подключения и переход из одной подсети в другую, оставляя уведомления для системного администратора в логах.
Принцип работы DHCP
Из вступления ясно, какие функции предоставляет DHCP, но по какому принципу он работает? Получение адреса проходит в четыре шага. Этот процесс называют DORA по первым буквам каждого шага: Discovery, Offer, Request, Acknowledgement.
Давайте подробнее рассмотрим DORA — принцип работы DHCP.
Протокол DHCP, получение адреса IP — DORA
Discovery, или поиск
Изначально клиент находится в состоянии инициализации (INIT) и не имеет своего IP-адреса. Поэтому он отправляет широковещательное (broadcast) сообщение DHCPDISCOVER на все устройства в локальной сети. В той же локальной сети находится DHCP-сервер. DHCP-сервер — это, например, маршрутизатор или коммутатор, существуют также выделенные DHCP-серверы.
Не всегда одну сеть обслуживает один DHCP-сервер, нередко организации устанавливают сразу несколько. Какие порты использует DHCP? Сервер всегда слушает 67 порт, ожидает широковещательное сообщение от клиента, а после его получения отправляет ответное предложение — DHCPOFFER. Клиент принимает сообщение на 68 порту.
Offer, или предложение
DHCP-сервер отвечает на поиск предложением, он сообщает IP, который может подойти клиенту. IP выделяются из области (SCOPE) доступных адресов, которая задается администратором.
Если имеются адреса, которые не должны быть назначены DHCP-сервером, область можно ограничить, указав только разрешенные адреса. Например, администратор может задать диапазон используемых IP-адресов от 192.0.0.10 до 192.0.0.255.
Бывает и так, что не все доступные адреса должны быть назначены клиентам. Например, администратор может исключить (exclude) диапазон 192.0.0.100 — 192.0.0.200 из используемой области. Такое ограничение называется исключением.
DHCP выделяет доступные IP-адреса из области только временно (об этом позже), поэтому нет гарантии, что при следующем подключении у данного клиента останется прежний IP. Но есть возможность назначить какому-либо клиенту определенный IP навсегда. К примеру, забронировать 192.0.0.10 за компьютером системного администратора. Такое сохранение IP для отдельных клиентов называют резервацией (reservation).
DHCPOFFER содержит IP из доступной области, который предлагается клиенту отправкой широковещательного (broadcast, «если вы тот, кто запрашивал IP-адрес, то доступен вот такой») или прямого (unicast, «вы запрашивали IP, предлагаю вот такой») сообщения. При этом, поскольку нужный клиент пока не имеет IP, для отправки прямого сообщения он идентифицируется по MAC-адресу.
Request, или запрос
Клиент получает DHCPOFFER, а затем отправляет на сервер сообщение DHCPREQUEST. Этим сообщением он принимает предлагаемый адрес и уведомляет DHCP-сервер об этом. Широковещательное сообщение почти полностью дублирует DHCPDISCOVER, но содержит в себе уникальный IP, выделенный сервером. Таким образом, клиент сообщает всем доступным DHCP-серверам «да, я беру этот адрес», а сервера помечают IP как занятый.
Acknowledgement, или подтверждение
Сервер получает от клиента DHCPREQUEST и окончательно подтверждает передачу IP-адреса клиенту сообщением DHCPACK. Это широковещательное или прямое сообщение утверждает не только владельца IP, но и срок, в течение которого клиент может использовать этот адрес.
Со схемой отправки сообщений разобрались, но, если в сети несколько DHCP-серверов, пославших предложение, какое из них выберет клиент? Хороший вопрос. В состоянии INIT, если клиент получает адрес впервые, он будет принимать только первое предложение IP. Однако, если клиент уже общался ранее с определенным DHCP-сервером, он отдаст предпочтение этому серверу и, наоборот, сервер выберет знакомого клиента.
Срок аренды
Когда DHCP-сервер выделяет IP из области, он оставляет запись о том, что этот адрес зарезервирован за клиентом с указанием срока действия IP. Этот срок действия называется срок аренды (lease time). Срок аренды может составлять от 24 часов до нескольких дней, недель или даже месяцев, он задается в настройках самого сервера.
Предоставление адреса в аренду, а не на постоянной основе необходимо по нескольким причинам. Во-первых, это разумное использование IP-адресов — отключенные или вышедшие из строя клиенты не резервируют за собой адрес. Во-вторых, это гарантия того, что новые клиенты при необходимости смогут получить уникальный адрес.
После получения адреса из области, клиент берет его в аренду на время, называемое T. Клиент переходит в связанное (BOUND) состояние и продолжает нормальную работу, пока не наступит время половины срока аренды — T1.
По наступлении T1 клиент инициализирует процедуру получения нового IP или обновления адреса — состояние RENEWING. Процесс повторного получения происходит по упрощенной схеме: клиент прямым сообщением запрашивает (DHCPREQUEST), а сервер подтверждает (DHCPACK) запрос. Время аренды начинает отсчитываться заново.
Если подтверждение (DHCPACK) от сервера не поступает, клиент снова запрашивает адрес, но только когда истекает половина T1. Если запрос адреса остается без ответа второй раз, клиент отправляет еще одно сообщение, когда истекает половина от T1/2 (25% от полного срока аренды). Следующий запрос будет отправлен после истечения еще половины оставшегося времени, потом еще половины. И так далее, пока не наступит T2, которое равняется 87,5%, или 7/8 от всего времени аренды. После T2 все попытки продлить аренду IP будут широковещательными. Это значит, что, если первый сервер по какой-то причине недоступен, на запрос адреса сможет ответить любой другой, и работа не будет прервана.
Три подхода к распределению адресов
Сервер назначает IP одним из трех основных способов.
Статическое распределение (static allocation). Почти как ввод адреса на каждом компьютере вручную. Отличие в том, что системный администратор задает нужные соответствия IP для MAC-адресов клиентов на самом DHCP-сервере. IP останется за клиентом, даже если тот выйдет из сети, отключится, перейдет в новую сеть и т.п.
Автоматическое распределение (automatic allocation). Сервер закрепляет IP из области за каждым клиентом навсегда. Срок аренды не ограничен.
Динамическое распределение (dynamic allocation). DHCP-сервер назначает адрес из области на определенное время, называемое сроком аренды. Такой подход полезен, если число доступных IP ограничено. IP назначается каждому клиенту при подключении к сети и возвращается в область, как только клиент его освобождает. В таком случае IP может отличаться при каждом подключении, но обычно назначается прежний.
Особые DHCP сообщения
Кроме DORA — четырех сообщений для получения адреса — DHCP использует и другие. Давайте рассмотрим каждое.
DHCPNAK. Нередко в источниках можно встретить написание DHCPNACK, что является неправильным, так как RFC 2131 регламентирует именно NAK. DHCPNAK отправляется сервером вместо окончательного подтверждения. Такой отказ может быть отправлен клиенту, если аренда запрашиваемого IP истекла или клиент перешел в новую подсеть.
DHCPRELEASE. Клиент отправляет это сообщение, чтобы уведомить сервер об освобождении занимаемого IP. Иными словами, это досрочное окончание аренды.
DHCPINFORM. Этим сообщением клиент запрашивает у сервера локальные настройки. Отправляется, когда клиент уже получил IP, но для правильной работы ему требуется конфигурация сети. Сервер информирует клиента ответным сообщением с указанием всех запрошенных опций.
Опции DHCP
Для работы в сети клиенту требуется не только IP, но и другие параметры DHCP — например, маска подсети, шлюз по умолчанию и адрес сервера. Опции представляют собой пронумерованные пункты, строки данных, которые содержат необходимые клиенту сервера параметры конфигурации. Дадим описания некоторым опциям:
Option 82 — ретрансляция DHCP-сервера
Option 82 — информация об агенте ретрансляции (relay agent information). Благодаря ретранслятору клиент и сервер могут общаться, находясь в разных подсетях. По умолчанию широковещательные сообщения не могут выходить за пределы текущего широковещательного домена (подсети). Внимательный читатель скажет, что выше мы писали, как клиент отправляет широковещательное сообщение DHCPDISCOVER всем доступным DHCP-серверам. А что если в сети нет DHCP?
Предположим, широковещательные сообщения не выходят за пределы подсети компании, которая не установила DHCP-сервер. В таком случае сообщение DHCPDISCOVER должно будет пропасть, и ни один компьютер компании не сможет выйти в интернет. Однако в реальности отсутствие DHCP-сервера не мешает выходу в сеть.
Значит ли это, что широковещательные сообщения каким-то образом выходят за пределы подсети? Не совсем. За пределы подсети выходят только широковещательные DHCP-сообщения. Это становится возможным благодаря агенту ретрансляции. Обычно в его роли выступает маршрутизатор или сервер. Ретранслятор получает сообщения от клиента в своей подсети, направляют его на DHCP-сервер, который тем же образом — через ретранслятор — отправляет ответ. Так ретранслятор выступает в качестве посредника между подсетями.
Опции DHCP для загрузки PXE
Протокол DHCP позволяет загрузку компьютера без использования носителя данных. Такая загрузка происходит с сетевой карты и называется PXE (Preboot eXecution Environment). Для конфигурации сетевой загрузки LEGACY BIOS PXE используются DHCP-опции 43, 60, 66 и 67.
Взаимодействие DHCP и DNS
Как мы упоминали выше, Option 6 — это сервер DNS. Давайте рассмотрим подробнее взаимодействие двух протоколов.
DNS (система доменных имен) отвечает за соответствие доменных имен и IP-адресов. Доменное имя — это не только адрес в интернете, например, selectel.ru, но также имя компьютера в локальной сети, например, Director PC. DNS проводит соединительную линию между IP и буквенно-числовым доменным именем компьютера или веб-сайта. DHCP занимается выделением и назначением IP из области. Очевидно, что два протокола должны тесно взаимодействовать между собой.
В статье мы уже говорили, что DHCP-сервер имеет область IP-адресов, которые допускается распределять между клиентами в сети. DNS-сервер занимается тем, что сопоставляет IP-адреса и доменные имена. Это не только имена сайтов, но и имена компьютеров в сети, (например, NetworkServer PC).
Если вы хотите создать свою локальную сеть на базе Linux, потому что это бесплатно и вы не хотите связываться Windows, то вы можете столкнуться с проблемой взаимодействия DNS и DHCP. Linux не имеет Active Directory, как в Windows, позволяющей тесно связать DHCP и DNS, избегая необходимости обращаться к клиенту каждый раз по IP. Однако способы организовать такую связь существуют и для свободной системы.
Первый вариант — настроить DHCP-сервер так, чтобы фиксировал адрес за клиентом. Второй вариант — настроить взаимодействие DHCP- и DNS- серверов. Первый вариант подходит, если область IP-адресов широкая и вы можете позволить себе фиксировать IP за каждым клиентом. Если же для вас такой метод будет расточительным, то необходимо дать двум серверам работать вместе.
Взаимодействие DHCP и DNS необходимо для того, чтобы DNS-сервер вовремя получал информацию о новом IP клиента и мог сопоставить его с именем клиента в сети. Если сервера не будет взаимодействовать, это чревато ошибками и недоступностью клиентов.
Настроить данное взаимодействие можно в четыре шага при помощи пакета dnsmasq, доступного в стандартных репозиториях Ubuntu и Debian. Мы не будем давать детальную инструкцию по осуществлению, а лишь кратко опишем каждый шаг.
Шаг 1 — конфигурация сети
В первую очередь необходимо определиться с компьютером, который будет выполнять роль сервера. Важно выбрать тот компьютер (Ubuntu Server или Ubuntu Desktop), который вы не планируете выключать слишком часто. Если после полной настройки вы решите выключить компьютер, то вся сеть тоже выключится.
Выбранному компьютеру необходимо назначить статический IP. Делается это редактированием конфигурационного файла в директории /etc/network/interfaces.
Шаг 2 — установка dnsmasq
Установите пакет dnsmasq командой из терминала:
А затем откройте файл конфигурации /etc/dnsmasq.conf. Файл конфигурации dnsmasq очень большой, но он содержит комментарии с объяснениями того, за что отвечает каждая настройка. Чтобы добавить требуемые настройки, откройте файл и удалите решетку (#), означающую комментарий, в начале нужных строк.
Шаг 3 — настройка фаервола
Для изменения настроек фаервола можно использовать Ubuntu Uncomplicated Firewall. Используйте следующие команды:
Шаг 4 — изменение настроек роутера
Зайдите в настройки вашего роутера из браузера, отключите DHCP для локальной сети, измените все настройки DNS так, чтобы они указывали на ваш только что настроенный сервер. Последнее действие — перезапуск сети на сервере. Для этого вы можете просто перезагрузить компьютер или использовать команды:
Недостатки протокола DHCP
DHCP имеет свои уязвимости. Основная заключается в четырех шагах, необходимых для получения IP. Процесс DORA подразумевает рассылку сообщений широковещательного типа, когда первый откликнувшийся DHCP-сервер получает возможность предложить IP из своей области. Если злоумышленник сможет использовать свой сервер, который даст самый быстрый ответ клиенту, то у него откроется возможность получить контроль над действиями пользователя в сети и нанести существенный ущерб.
Еще одна брешь в безопасности — в том, что DHCP использует UDP-протокол. UDP — протокол обмена датаграммами без установления соединения, а значит, и без шифрования. Передаваемая по UDP информация не защищена и может быть «подслушана», что также может быть использовано злоумышленниками.
Третий недостаток — вновь ненадежность UDP, но другого рода. UDP не обеспечивает гарантию доставки информации. Этот протокол допускает потери и ошибки, которые могут сказаться и на работе DHCP, в частности при PXE-загрузке.
Заключение
Мы рассмотрели основные принципы работы DHCP-серверов. Несмотря на недостатки и частые доработки, протокол DHCP широко используется в современных сетях. Также изучили процесс DORA, основные опции и другие аспекты протокола. Надеемся, эта статья оказалась вам полезна.
