DHCP Relay - что это такое? Основы работы протокола ретрансляции DHCP

DHCP Relay - это сетевой сервис, который позволяет клиентам DHCP в одной сети получать IP-адреса от сервера DHCP, находящегося в другой сети. Это достигается путем ретрансляции запросов и ответов между клиентами и сервером.

Работа DHCP relay может быть описана следующим образом.

1. Клиент посылает broadcast-запрос DHCPDISCOVER

Когда клиенту DHCP требуется настроить сетевые параметры, он посылает broadcast-запрос DHCPDISCOVER в своей локальной сети. Этот запрос содержит идентификатор клиента (chaddr) и ищет доступный IP-адрес.

2. Relay-агент перехватывает запрос и пересылает его серверу

Когда ретранслятор (обычно маршрутизатор) получает запрос DHCPDISCOVER, он перехватывает его и пересылает серверу DHCP. При этом relay-агент добавляет свой IP-адрес (GIADDR), чтобы сервер знал, куда возвращать ответ.

3. Сервер отвечает relay-агенту с предложением IP-адреса

Сервер DHCP получает пересланный запрос и отвечает агенту relay сообщением DHCPOFFER, содержащим предлагаемый IP-адрес и другую конфигурацию для клиента. Это сообщение направляется на IP relay-агента.

4. Relay-агент передает предложение клиенту

Получив сообщение DHCPOFFER от сервера, relay-агент передает его дальше клиенту DHCP. Для этого используется IP-адрес клиента из поля chaddr original запроса.

5. Клиент посылает запрос на подтверждение выбранного IP

Если предложенный IP-адрес устраивает клиента, он посылает broadcast-запрос DHCPREQUEST, подтверждая выбор этого адреса. Этот запрос опять перехватывается ретранслятором.

6. Relay передает запрос серверу

Ретранслятор перенаправляет запрос DHCPREQUEST серверу DHCP, чтобы подтвердить выбор клиентом предложенного ранее IP-адреса.

7. Сервер назначает IP-адрес клиенту

Получив подтверждение от клиента, сервер посылает relay-агенту сообщение DHCPACK, окончательно закрепляющее IP-адрес за клиентом.

8. Relay передает подтверждение клиенту

Наконец, ретранслятор DHCP передает сообщение DHCPACK непосредственно клиенту, завершая процесс назначения IP-адреса. Теперь клиент может работать в сети с полученным IP.

Таким образом, благодаря работе DHCP relay, клиенты из одной сети могут получать сетевые настройки от сервера DHCP из другой, удаленной сети. Это упрощает администрирование больших сетей с множеством подсетей.

Варианты размещения DHCP Relay

DHCP relay чаще всего работает на маршрутизаторах и коммутаторах 3-го уровня, соединяющих разные сети. Однако его также можно размещать на:

Специализированных серверах под управлением ОС Linux или Windows;
В виде программного обеспечения на физических и виртуальных серверах;
Некоторых моделях точек доступа Wi-Fi.

Преимущества использования DHCP Relay

Основные плюсы применения ретрансляции DHCP:

Возможность централизованного управления раздачей IP-адресов из одного или нескольких серверов;
Сокращение количества необходимых серверов DHCP;
Облегчение администрирования сети за счет централизации;
Изоляция сегментов сети и ограничение broadcast-трафика.

Недостатки и ограничения DHCP Relay

К недостаткам применения DHCP Relay относятся:

Увеличение нагрузки на центральные маршрутизаторы;
Необходимость корректной настройки ретрансляции на всех узлах;
Повышенная зависимость от стабильности центрального оборудования.

Также стоит учитывать, что DHCP Relay не может ретранслировать broadcasts между сетями с разными адресными пространствами.

Настройка DHCP Relay в Windows Server

В ОС Windows процесс настройки ретрансляции DHCP выглядит следующим образом:

Открыть DHCP консоль управления на сервере;
Перейти в раздел IPv4 и создать область ретрансляции;
Указать IP-адреса ретранслируемых подсетей;
Прописать адреса целевых серверов DHCP;
Применить параметры и перезапустить службу DHCP сервера.

После этого клиенты указанных подсетей смогут получать адреса от заданных DHCP серверов.

DHCP Relay предоставляет эффективный механизм для централизованной раздачи IP-адресов и управления сетью из одного или нескольких серверов DHCP. Главными преимуществами являются простота администрирования и изоляция трафика между сегментами сети.

Чтобы использовать преимущества ретрансляции, недостаточно просто установить DHCP-сервер. Необходима дополнительная настройка агентов DHCP Relay на маршрутизаторах или другом сетевом оборудовании компании.

Различные сценарии применения DHCP Relay

DHCP Relay может использоваться в разнообразных сетевых средах и сценариях. Рассмотрим некоторые типичные примеры.

1. Ретрансляция между сетями разных зданий

Если компания расположена в нескольких зданиях, DHCP Relay позволяет настраивать клиентов из всех офисов от центрального сервера в штаб-квартире. Это избавляет от необходимости поддерживать сервер в каждом офисе.

2. DHCP в сетях провайдеров

У операторов связи часто имеются раздельные сети для клиентов и собственных нужд. DHCP Relay дает возможность обслуживать обе сети с помощью одного сервера.

3. Объединение сетей после слияния компаний

При слиянии компаний DHCP relay может использоваться для постепенного объединения их сетей под управлением одного DHCP-сервера.

Выбор мест размещения ретрансляторов

Чтобы определить оптимальные места для размещения агентов DHCP Relay, рекомендуется:

Проанализировать топологию сети и размещение подсетей;
Выделить сетевые узлы, через которые проходит трафик между сегментами;
Установить relay на маршрутизаторы и коммутаторы 3-го уровня в этих точках.

Настройка DHCP Relay на маршрутизаторах Cisco

На маршрутизаторах Cisco настройка DHCP relay выполняется командами:

 interface VLAN 1 ip helper-address 10.10.0.2

Где 10.10.0.2 - IP-адрес целевого сервера DHCP. Такая команда должна быть на каждом интерфейсе, через который будет идти ретрансляция запросов DHCP.

Что не работает, если DHCP не включен на сетевом адаптере

Если на сетевом адаптере клиента отключен протокол DHCP, это приведет к следующим проблемам:

Клиент не сможет автоматически получить IP-адрес, шлюз и DNS сервер от DHCP сервера;
Потребуется ручная настройка TCP/IP параметров;
Клиент не будет зарегистрирован в DNS и других сервисах;
Существенно усложняется администрирование сети.

Поэтому на всех корпоративных устройствах важно убедиться, что протокол DHCP включен и работает корректно.

Мониторинг работы DHCP Relay

Для контроля работы службы ретрансляции DHCP существует несколько методов:

Просмотр логов на ретрансляторах и сервере;
Анализ трафика с помощью сниффера;
Проверка получения адресов на клиентах;
Мониторинг доступности сервиса на сервере и ретрансляторах.

Регулярный мониторинг позволяет своевременно обнаруживать и устранять проблемы с DHCP Relay.

Дополнительные возможности DHCP Relay

Помимо базовой функции ретрансляции DHCP-запросов, некоторые реализации предоставляют расширенные возможности.

Фильтрация запросов DHCP

С помощью ACLs можно настроить фильтрацию определенных запросов DHCP, чтобы они не ретранслировались на сервер. Это позволяет реализовать дополнительную политику безопасности.

DHCP Relay с несколькими серверами

Есть возможность настроить ретрансляцию на 2 или более серверов для резервирования. В случае недоступности одного все запросы будут перенаправляться на другие.