Protocolo DHCP ou Dynamic Host Configuration Protocol, o IP dinâmico

Qualquer comunicação entre dois dispositivos via internet só é possível quando existem pelo menos dois endereços IP válidos.

O endereço IP é o protocolo responsável por identificar se um equipamento ou serviço específico está ou não disponível para a comunicação de dados através de redes como a internet.

Esse endereço pode ser estático ou dinâmico, ou seja, IPs fixos são configurados manualmente e os endereços dinâmicos são atribuídos através de um serviço DHCP.

A atribuição de endereços IP através do DHCP simplifica a conexão entre dois dispositivos, onde o usuário não precisa ter conhecimento avançado para configurar os parâmetros dos adaptadores de rede do PC ou smartphone manualmente.

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O que é DHCP?

DHCP ou Dynamic Host Configuration Protocol é um protocolo ou serviço do padrão TCP/IP utilizado em rede de computadores que atribui um endereço IP (Internet Protocol) de forma automática a qualquer dispositivo conectado.

Mesmo que o usuário esteja usando um dispositivo móvel e mude de mesa ou de ambiente, esse protocolo irá atribuir novamente um endereço IP de forma automática para o dispositivo, podendo até manter o IP anterior, dependendo das configurações do servidor.

O DHCP permite atribuir endereços dinâmicos utilizáveis tanto para dispositivos que são compatíveis com endereços IP no padrão IPv4 (versão 4, 32 bits) como no IPv6 (versão 6, 128 bits).

Como funciona o DHCP?

O serviço DHCP, associado com outros protocolos do TCP/IP, permite atribuir endereços IP únicos e exclusivos para nossos dispositivos cada vez que nos conectamos a uma rede.

Os dispositivos clientes configurados para utilizarem IP dinâmico transmitem uma solicitação ao servidor DHCP, requisitando informações de configuração da rede, local ou remota, para os quais estão conectados.

Dispositivos clientes que dependem de servidores, como celulares e computadores conectados a redes como a internet, normalmente transmitem uma consulta por essas informações imediatamente após sua inicialização.

Dispositivos clientes conectados na rede

Assim que recebe a consulta, o servidor DHCP responde à solicitação desse cliente, fornecendo informações da configuração de IP previamente especificadas por um administrador de rede.

Isso inclui o fornecimento de um endereço IP específico, bem como o tempo para o qual essa alocação é válida.

Ao atualizar uma atribuição, um cliente solicita os mesmos parâmetros, mas o servidor DHCP pode atribuir um novo endereço IP com base nas políticas definidas pelos administradores.

Esse protocolo funciona na camada de aplicações do protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) e é do tipo cliente-servidor.

Além de atribuir o endereço IP, um servidor DHCP irá gerenciar um conjunto de endereços IP exclusivos, além de parâmetros de configuração do cliente (Máscara, gateway e DNS).

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O que o DHCP faz?

Os clientes configurados para utilizar endereços de IP dinâmicos enviam uma solicitação ao servidor DHCP no instante em que são conectados a uma rede.

O servidor responde essa solicitação, fornecendo as informações necessárias de configurações IP que foram pré-estabelecidas pelo administrador da rede.

Essas informações podem inclusive determinar por quanto tempo cada endereço IP irá ficar atribuído ao dispositivo e/ou quando ele deverá ser renovado.

Quando o dispositivo de rede solicita a atualização das configurações, o servidor DHCP poderá atribuir um novo IP, com base nas políticas definidas pelos administradores.

Um cliente DHCP também pode ser configurado através de recursos do sistema operacional do dispositivo.

A lista de endereços IP associados aos MAC address

Um servidor DHCP normalmente cria um registro dos endereços IP de todos os dispositivos conectados à rede.

Assim, mesmo que o dispositivo mude de lugar no ambiente, o servidor consegue identificar o dispositivo através do MAC address (Media Access Control), um endereço físico e único, associado a interfaces de comunicação utilizadas em dispositivos clientes.

Essa identificação evita que um mesmo endereço IP seja atribuído a mais de um dispositivo simultaneamente.

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Um único servidor DHCP para várias sub-redes

Um único servidor DHCP já é suficiente para atribuir e gerenciar todos os endereços IPs dos dispositivos de uma rede LAN (local area network), ou mesmo dois servidores quando precisamos proporcionar redundância ao serviço.

Porém, em estruturas maiores, com redes interligadas entre diferentes localidades, quase sempre é necessário instalar mais de um servidor DHCP ou utilizar sistemas de alta disponibilidade.

Caso seja necessário que um único servidor forneça endereçamento a diferentes sub-redes dentro de uma única rede maior, é necessário utilizar o recurso de DHCP Relay, disponível em roteadores e switches gerenciáveis.

O DHCP não possui mecanismos que permitem aos clientes e servidores realizarem algum tipo de autenticação entre si.

Assim, tanto clientes quanto servidores podem estar sujeitos a enganos, como por exemplo, um computador “fingindo” ser outro, ou ainda receber ataques onde clientes invadidos ou infectados esgotem todo o pool de endereços IP do servidor.

Componentes do DHCP

O uso do DHCP envolve muitos componentes, como servidores, clientes e relay. Um servidor DCHP é o dispositivo de rede onde o serviço de alocação dinâmica de endereços IP é executado, e pode ser um servidor, storage NAS, roteador ou firewall.

Esse servidor gerencia endereços IP e também as informações pertinentes relacionadas. O cliente é qualquer dispositivo conectado a rede, como PCs, notebooks, smartphones ou outros sistemas computacionais, que irão fazer uma requisição ao servidor DHCP.

O DHCP Relay gerencia as requisições entre os servidores e os clientes. O relay é usado quando é necessário gerenciar redes de grande porte, com centenas ou mesmo milhares de pontos de rede.

As informações inclusas no endereço IP são máscara de sub-rede, concessão e os protocolos de comunicação.

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DHCP: Configurações estáticas e dinâmicas

O DHCP dinâmico permite que um cliente que não tenha um endereço IP possa adquiri-lo por um período determinado.

Cada vez que esse dispositivo é desconectado e conectado novamente, provavelmente ele receberá um endereço IP diferente do anterior, de acordo com a disponibilidade do servidor.

Dispositivos WiFi são exemplos de clientes que obtém um endereço IP automaticamente quando são conectados à rede.

Já servidores web e switches geralmente possuem IP fixos ou estáticos, para que o endereço daquele recurso (dispositivo) não seja alterado.

Dentro da configuração dinâmica, um cliente pode executar atividades que levem ao encerramento da conexão do seu endereço IP após algum tempo de uso e seja reconectado à rede com um novo endereço.

Esse tempo de uso dos IPs dinâmicos podem estar disponíveis de acordo as políticas definidas pelos administradores de rede variando de acordo com cada configuração.

DHCP: Configurações estáticas e dinâmicas

Quais são as principais funções do DHCP? 

A principal função do DHCP é distribuir endereços IP e configurar a máscara de sub-rede, o gateway padrão e as informações do servidor DNS no adaptador de rede do dispositivo conectado à rede.

O DHCP com o RFC 8415 incluso pode ser usado também por dispositivos eletrônicos comuns para aplicações que envolvem o IoT (Internet das coisas).

Dispositivos como geladeiras, irrigadores de grama e dispositivos para casa inteligente utilizam DHCP para se conectar à rede, permitindo que o usuário controle sistemas de automação residenciais através de PCs ou mesmo smartphones.

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O DHCP é um dos protocolos de serviços do padrão TCP/IP, que realiza configurações dinâmicas de redes, concedendo endereços IPs temporários de host, máscaras de sub-rede, gateways, servidores DNS, número de IP etc.

Diversas redes e sub-redes privativas de computadores precisam ter seus próprios servidores DHCP, contado com soluções de alta performance e disponibilidade.

É importante lembrar que se trata de um serviço muito importante dentro qualquer infraestrutura TI, por isso a maioria dos administradores de TI tem que buscar servidores corporativos confiáveis.

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