DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol

Abkürzung: DHCP

DHCP weist Geräten beim Verbinden automatisch eine IP-Adresse und die zugehörigen Einstellungen zu. Ohne das Protokoll müsste jedes Gerät von Hand eingerichtet werden.

Definition

Das Dynamic Host Configuration Protocol ist in RFC 2131 festgelegt. Ein Gerät, das sich mit einem Netz verbindet, fragt in die Runde, ob ihm jemand eine Adresse zuteilen kann. Ein DHCP-Server antwortet und vergibt sie auf Zeit.

Übertragen wird nicht nur die Adresse. Üblich sind außerdem Netzmaske, Standardgateway, Namensserver und die Dauer der Gültigkeit. Weitere Angaben sind als Optionen vorgesehen, etwa Zeitserver, Suchdomain oder Angaben für den Netzwerkstart eines Rechners ohne Festplatte.

Im Heimnetz übernimmt der Router diese Aufgabe. In größeren Netzen ist der Server ein eigenes System.

Der Ablauf

Vier Schritte, nach ihren englischen Bezeichnungen oft als DORA abgekürzt:

1. Discover. Das Gerät fragt per Rundruf, weil es noch keine Adresse hat und den Server nicht kennt.
2. Offer. Ein Server bietet eine Adresse an.
3. Request. Das Gerät nimmt ein Angebot an, ebenfalls per Rundruf, damit andere Server ihr Angebot zurücknehmen.
4. Acknowledge. Der Server bestätigt und trägt die Zuteilung ein.

Gültigkeit und Erneuerung

Eine Zuteilung gilt auf Zeit. Nach der Hälfte dieser Zeit versucht das Gerät, sie beim selben Server zu verlängern. Gelingt das nicht, fragt es später erneut in die Runde.

Die übliche Dauer liegt im Heimnetz bei Stunden bis Tagen. Kurze Zeiten erzeugen mehr Verkehr, geben aber Adressen schneller wieder frei. Das ist in Netzen mit vielen wechselnden Gästen sinnvoll, etwa in einem Gastnetz.

Wird ein Gerät abgeschaltet und später wieder eingeschaltet, bekommt es meist dieselbe Adresse, solange die Zuteilung noch gespeichert ist. Verlassen kann man sich darauf nicht.

Feste Zuordnung

Soll ein Gerät immer dieselbe Adresse haben, gibt es zwei Wege.

Am Gerät fest eintragen. Der DHCP-Server weiß davon nichts. Liegt die Adresse in seinem Vergabebereich, kann er sie ein zweites Mal vergeben, und beide Geräte stören sich.

Im Server hinterlegen. Das Gerät fragt wie gewohnt und bekommt jedes Mal dieselbe Adresse zugeteilt, erkannt an seiner MAC-Adresse. Der sauberere Weg, weil die Vergabe an einer Stelle verwaltet bleibt.

Ein Stolperstein bei mobilen Geräten: Viele verwenden inzwischen je Netz eine zufällige MAC-Adresse. Eine Zuordnung schlägt dann fehl, solange die Funktion für dieses Netz nicht abgeschaltet wird.

Häufige Fehlerbilder

Adresse aus 169.254.x.x. Es hat sich kein Server gemeldet, und das Gerät hat sich selbst eine Adresse gegeben. Damit erreicht es höchstens andere Geräte im selben Segment, nicht aber das Internet.

Zwei DHCP-Server im Netz. Kommt vor, wenn ein zweiter Router angeschlossen wird, ohne dessen Serverfunktion abzuschalten. Geräte bekommen dann je nach Zufall Einstellungen aus dem einen oder dem anderen Netz. Das Fehlerbild ist unbeständig und schwer zu greifen.

Keine Antwort in einem anderen Netzsegment. Die Anfrage wird per Rundruf gestellt und von Routern nicht weitergeleitet. Dafür gibt es das DHCP-Relay, das Anfragen an einen zentralen Server weiterreicht.

Adressbereich erschöpft. Wenn mehr Geräte im Netz sind als Adressen im Vergabebereich, bekommt der nächste keine mehr.

Unter IPv6

Dort gibt es zwei Wege nebeneinander. Bei der zustandslosen Autokonfiguration kündigt der Router das Präfix an, und die Geräte bilden ihre Adresse selbst. DHCPv6 arbeitet ähnlich wie hier beschrieben und wird eingesetzt, wenn eine zentrale Vergabe gewünscht ist.

Eine Sonderform von DHCPv6 ist die Präfix-Delegation, mit der ein Router ein ganzes Netz zugewiesen bekommt statt einer einzelnen Adresse.

Abgrenzung

Das DHCP-Relay leitet Anfragen zwischen Segmenten weiter und ersetzt keinen Server.

DHCP Snooping ist eine Schutzfunktion auf Switches, die Antworten nur von zugelassenen Ports durchlässt.

DNS löst Namen in Adressen auf. DHCP teilt mit, welcher Namensserver dafür zu verwenden ist.