ما هو الـ DHCP وآلية عمله

من المعروف أنه عندما يتصل أحد الأجهزة لشبكة سوف يحصل على عنوان IP له، وسواء كان هذا الجهاز عبارة عن كمبيوتر، أو هاتف ذكي، أو طابعة، أو كاميرا مراقبة، وما إلى ذلك، حيث تحصل كل هذه الأجهزة على عناوين IP الخاصة بها، ولكن هل تساءلت يومًا كيف يتم تعيين عنوان IP لهذه الأجهزة تلقائيًا عند اتصالها بالشبكة، وكيف يختلف عنوان IP هذا من جهاز لآخر، فإن الأمر كله يعتمد على شيء يسمى DHCP، والذي سوف نتعرف عليه تفصيليًا وكيفية عمله في الشبكة.

تعريف الـ DHCP

هو اختصار لـ “Dynamic Host Configuration Protocol”، وبالعربي يُعرف ببروتوكول التهيئة الآلية للمضيفين، حيث إن هذا البروتوكول هو المسؤول عن تعيين عنوان (IP Address) لكل جهاز يتم توصيله على الشبكة بشكل تلقائي دون أيِّ تدخل منك، وباختصار يُستخدم البروتوكول لتعيين عناوين IP وإعدادات الشبكة تلقائيًا للأجهزة المتصلة بالشبكة.

وأيضاً يقوم بتعيين بعض الإعدادات لكل جهاز متصل بالشبكة لكي تستطيع التحكم والسيطرة فيها على تلك الأجهزة ليصبح الأمر أسهل عليك، وأكثر تحكماً الآن.

بعض المصطلحات الخاصة بـ DHCP

قبل أن نتعرف كيف يعمل هذا البروتكول على شبكتك، هناك بعض المصطلحات التي يجب أن تعرفها:

مدى (DHCP)

كما ذكرنا في بداية المقالة، عندما يتصل جهاز ما بهذه الشبكة، فإن وظيفة (DHCP) هي تعيين عنوان IP وإعدادات الشبكة له.

ولكن كيف يتم اختيار عناوين IP، في الواقع، يتم اختيار عنوان IP الخاص بكل جهاز بشكل عشوائي، من نطاق معين يسمى مدى (DHCP)، حيث يقع هذا النطاق بين القيمتين، ويتم تخصيص جميع العناوين الموجودة ضمن هذا النطاق للأجهزة المتصلة بشبكتك.

فعلى سبيل المثال، إذا كان لديك خادم (DHCP) بنطاقين من العناوين (192.168.1.100 إلى 192.168.1.200)، فهذا يعني أن خادم البروتوكول يمكنه خدمة ما يصل إلى 100 جهاز في وقت واحد.

الحجز (IP RESERVED)

يجب أن تعلم أن هناك خدمة DHCP وأن هناك خادمًا يمكنك من خلاله إنشاء خادم بغرض العمل كخادم أساسي، ويمكنك تشغيل الخدمة فقط على ذلك الخادم، أو يمكنك استخدام السيرفر ليعمل كخادم DHCP على السيرفر، ولكن الأكثر شيوعًا هو الخدمة (DHCP server).

في كل مرة يتصل الجهاز بالشبكة، dتم اتخاذ بعض الخطوات، ولكن بالطبع هناك أيضًا أجهزة موجودة بشكل أساسي على الشبكة، ونظرًا لأنها على الأرجح أجهزة خاصة لإدارة الشبكة، فمن الأفضل عدم تنفيذ هذه الخطوات.

وإذا تم تغيير عناوينها، سوف تتأثر هذه الشبكة، ولهذا السبب يحدث ما يسمى بحجز عنوان IP، ويحتفظ هذا الحجز بمجموعة من العناوين الخاصة لتستخدمها هذه الأجهزة ولا يتم تغييرها أبدًا على عكس الأجهزة الأخرى.

كيف يعمل الـ DHCP

هذا البروتوكول عبارة عن آلية مخفية تعمل تلقائيًا على تعيين عناوين IP للمضيفين الثابتين والمتنقلين المتصلين عبر اتصالات سلكية أو لاسلكية، فعندما يستخدم الجهاز هذا البروتوكول للوصول إلى الشبكة، فإنه يرسل طلبًا لعنوان IP المحدد بواسطة DHCP، حيث يستجيب الخادم من خلال توفير عنوان IP الخاص بالجهاز.

يثم قوم الخادم بعد ذلك بمراقبة استخدام العناوين وإعادة استخدام العناوين بعد فترة زمنية معينة أو عند إيقاف تشغيل الجهاز، ويتم بعد ذلك إرجاع عنوان IP إلى تجمع العناوين الذي يديره خادم بروتوكول التهيئة الآلية للمضيفين ويتم إعادة تعيينه عندما يحاول جهاز آخر الوصول إلى الشبكة.

على الرغم من أن تصفية عنوان IP هي الميزة الرئيسية للبروتوكول، إلا أن البروتوكول أيضًا يقوم بتعيين العديد من معلمات الشبكة ذات الصلة، مثل قناع الشبكة الفرعية “Subnet Mask” وعناوين البوابة الافتراضية وخوادم أسماء DNS.

ويُعد بروتوكول التهيئة الآلية للمضيفين هو أحد معايير IEEE المبنية على بروتوكول التمهيد (BOOTP) الأقدم، وقد أصبح قديمًا لأنه يعمل فقط على شبكات “IPv4”.

خطوات آليه عمل الـ DHCP

يتلخص الأمر في أربع خطوات لتوضيح ببساطة كيف يعمل البروتوكول:

1- الاستكشاف (DHCP Discover)

عندما يكون الجهاز متصلاً بشبكة، فإنه لا يحتوي على معلومات حول الشبكة، ولذلك، فإنه يرسل حزمة بيانات تسمى (DHCP Discover) تحتوي على معلومات مثل العنوان الفعلي للجهاز (Mac Address).

في هذه المرحلة، يعتبر الـ Mac Address وسيلة اتصال، ويكون مصدر هذه الحزمة هو 0.0.0.0، لأن الجهاز ليس لديه عنوان IP خاص به على هذه الشبكة، وهذه الحزمة موجهة لعنوان “255.255.255.255”، وهذا يعني أنه يتم توجيهه إلى جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة.

2- العروض (DHCP Offer)

عندما يتم إرسال هذه الحزمة عبر الشبكة، فإنها ستصل إلى جميع الأجهزة الموجودة بالفعل، بما في ذلك خادم DHCP الذي يتعرف على وجود جهاز يريد الانضمام إلى الشبكة.

يرسل الخادم بعد ذلك حزم البيانات إلى هذا الجهاز للرد ويقدم خدماته من خلال هذه الحزم التي تحتوي على بيانات مثل “عنوان IP” وقناع الشبكة “Subnet mask” وفترة التأخير لهذا العنوان، ولذلك، في هذه المرحلة، يوفر خادم DHCP للجهاز إمكانية الانضمام إلى الشبكة.

3- الرد (DHCP Request)

في هذه المرحلة يستجيب الجهاز للمرحلة السابقة وهي مرحلة (DHCP Offer)، والآن، باستخدام البيانات المقدمة من خادم البروتوكول، سيتم الرد بالموافقة على الانضمام إلى هذه الشبكة، لذلك، بعد أن يتلقى الجهاز عنوان IP يرسل رد إلى سيرفر DHCP لإبلاغه بقبول عنوان IP الخاص به المقدم والإعدادات الأخرى التي عُرضت عليه.

4- التأكيد (DHCP Ack)

باستخدام البيانات المقدمة من خادم DHCP، فإنه يستجيب بالموافقة على الاتصال بهذه الشبكة، لذلك، بعد أن يتلقى الجهاز عنوان IP المعروض، يرسل ردًا إلى خادم DHCP لإبلاغه بقبول العرض مع عنوان IP والإعدادات الأخرى.

وهذه هي الخطوة الأخيرة التي يؤكد فيها جهاز المستخدم أنه تم تعيين عنوان IP المخصص، أي المستأجر على هذه الشبكة (تأكيدًا لإتمام عملية التأجير)، ويتم إرسال إشعار إلى خادم البروتوكول للتحقق من هذه البيانات، وإذا كانت المعلومات صحيحة، فإنه يتصل بالشبكة بشكل صحيح وآمن.

أما في حالة حدوث فشل في البيانات، يقوم جهاز المستخدم بتكرار المراحل الأربع جميعها مرة أخرى، ليحصل على عنوان IP والمعلومات الأخرى حول هذه الشبكة للاتصال على نحو صحيح.

فوائد بروتوكول DHCP

يوفر DHCP العديد من الفوائد لمسؤولي الشبكات، ومن أبرزها:

إنشاء عناوين IP موثوقة

لا يمكن أن يكون لدى أكثر من مستخدم نفس عنوان IP، وذلك لأنه قد يؤدي إلى حدوث تعارض، حيث سيتعذر على أحد الجهازين أو كليهما الاتصال بالشبكة، وهنا يأتي دور DHCP، وهو على إزالة الأخطاء البشرية وتقليل تعارضات العناوين أو أخطاء التكوين أو الأخطاء الإملائية البسيطة.

تقليل إدارة الشبكة

يوفر DHCP تكوينًا مركزيًا وتلقائيًا لـ TCP/IP، حيث بواسطة نشر عامل ترحيل DHCP، لن تكون الحاجة إلى هذا البروتوكول في كل شبكة فرعية.

إمكانية التنقل

يتعامل هذا البروتوكول بكفاءة مع تغييرات عنوان IP لمستخدمي الهواتف المحمولة الذين ينتقلون إلى مواقع مختلفة على الشبكات السلكية أو اللاسلكية.

عنوان IP الأمثل

لا يقوم البروتوكول بتخصيص العناوين فحسب، بل يقوم أيضًا باستعادتها تلقائيًا وإعادتها إلى التجمع عندما لا تكون قيد الاستخدام.

إدارة التغيير بكفاءة

يسمح البروتوكول للمؤسسات بتغيير نظام عنوان IP الخاص بها بسهولة من نطاق عنوان إلى آخر، وأيضًا يُمكّن مسؤولي الشبكة بإجراء هذه التغييرات دون مقاطعة المستخدمين النهائيين.

وخلاصة القول؛ يعد DHCP أداة قوية تساعدك على إدارة عناوين IP على شبكتكن وتبسيط عملية تعيين عناوين IP لأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى، مما يسمح لك إضافة الأجهزة أو إزالتها بسهولة من شبكتك دون تكوين يدوي.