DHCP là gì? Tìm hiểu các kiến thức về giao thức DHCP

DHCP là gì? Đây là một trong những câu hỏi nhận được nhiều sự quan tâm của người sử dụng mạng thường xuyên và có nhu cầu thiết lập hệ thống mạng. Bởi DHCP đóng vai trò thiết yếu trong mọi hệ thống mạng. Hiểu được tầm quan trọng của DHCP, bài viết hôm nay MC&TT sẽ chia sẻ cho các bạn những kiến thức về giao thức DHCP. Mời các bạn theo dõi!

1. DHCP là gì?

DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol - giao thức cấu hình động máy chủ là giao thức quản lý mạng được dùng để cấp phát tự động các địa chỉ IP cho bất kỳ thiết bị hoặc nút nào trên mạng để chúng có thể trao đổi/ giao tiếp bằng IP.

Giao thức DHCP là gì?

DHCP sẽ cung cấp một database trung tâm để quản lý tất cả các máy tính trong hệ thống mạng tránh xảy ra hiện tượng hai máy tính khác nhau lại cùng có địa chỉ IP giống nhau. Một máy chủ DHCP tự động gửi các thông số mạng cần thiết để khách hàng giao tiếp chính xác trên mạng.

Nếu không có giao thức DHCP, các máy tình có thể cấu hình IP tĩnh (còn gọi là IP thủ công). Ngoài việc cung cấp địa chỉ IP, DHCP còn cung cấp các thông tin cụ thể như DNS. Thị trường hiện nay có hai phiên bản DHCP sử dụng cho IPv4 và IPv6.

2. Cách thức hoạt động của DHCP

DHCP là một cơ chế tự động hóa việc gán địa chỉ IP cho máy chủ được kết nối có dây hoặc không dây. Cách thức hoạt động như sau: khi một thiết bị truy cập mạng gửi yêu cầu địa chỉ IP từ một Router thì lập tức Router sẽ gán một địa chỉ IP khả dụng cho phép thiết bị truy cập và có thể giao tiếp trên mạng.

Trong đó, Router hoạt động như một máy chủ DHCP đối với mô hình nhỏ như hộ gia đình. Còn với các mạng lớn hơn thì Router không khả dụng để quản lý nên có vai trò là máy chủ chuyên dụng để cấp phát địa chỉ IP.

Mô phỏng cách thức hoạt động của DHCP

Cách thức hoạt động có thể hiểu theo cách khác, khi một thiết bị cần kết nối mạng, nó sẽ gửi yêu cầu đến DHCP DISCOVER (máy chủ). Khi nhận được yêu cầu, ngay lập tức máy chủ sẽ tìm một địa chỉ IP khả dụng với thiết bị rồi gán địa chỉ IP cho thiết bị đó và gói DHCP OFFER.

Sau khi nhận được địa chỉ IP, thiết bị đó sẽ lập tức phản hồi máy chủ với gói tin DHCP REQUEST. Đây là là lúc máy chủ chấp nhận yêu cầu, máy chủ sẽ các nhận thiết bị có địa chỉ IP qua tin báo nhận ACK và xác định thời gian dùng địa chỉ IP được cấp đến khi có địa chỉ IP mới.

Bên cạnh đó, giao thức DHCP không những chỉ định địa chỉ IP mà còn chỉ định các tham số mạng liên quan như Gateway mặc định, subnet mask và domain name server (DNS)

3. Ưu điểm và nhược điểm của DHCP

Tuỳ thuộc vào tính chất của mỗi giao thức mà có những ưu nhược điểm riêng biệt. Để các bạn có thêm đánh giá và cân nhắc sử dụng giao thức mạng DHCP, sau đây chúng tôi sẽ nhận định một số ưu điểm và nhược điểm của DHCP, mời các bạn tham khảo:

3.1. Ưu điểm

Dưới đây là những ưu điểm nổi trội của giao thức DHCP:

• Giao thức DHCP cho phép cấu hình tự động, giúp các thiết bị điện tử (như: máy tính, điện thoại,..) kết nối mạng một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn.
• Cách thức hoạt động của DHCP là chỉ định địa chỉ IP cho từng trường hợp, điều này tránh được trường hợp trùng địa chỉ IP. Cách hoạt động như vậy giúp hệ thống làm việc đơn giản và ổn định hơn.
• DHCP cho phép cài đặt mặc định và thiết lập tự động lấy địa chỉ IP giúp hầu hết các thiết bị muốn kết nối đều được nhận địa chỉ IP và truy cập kết nối mạng.
• DHCP có thể xử lý hiệu quả các thay đổi địa chỉ IP cho người dùng trên các thiết bị di di động di chuyển đến các địa điểm khác nhau trên cả mạng có dây và mạng không dây.
• Sử dụng DHCP cũng khiến việc quản lý mạng trở nên đơn giản hơn. DHCP có thể quản lý đồng thời địa chỉ IP và các tham số của TCP/IP trên một giao diện giúp việc kiểm soát, quản lý và theo dõi dễ dàng.
• Người quản lý thay đổi được cấu hình cùng các thông số giúp thuận tiện trong việc update hệ thống.

DHCP cho phép cấu hình tự động, giúp các thiết bị điện tử kết nối mạng một cách dễ dàng và nhanh chóng hơn

Ngoài ra, các thiết bị máy chủ DHCP cung cấp các giao diện quản lý và ghi nhật ký giúp quản trị viên quản lý được các địa chỉ IP vi phạm. Máy chủ DHCP có khả năng dự phòng và tính ứng dụng cao, trường hợp một máy chủ DHCP xảy ra lỗi, client sẽ bảo toàn được địa chỉ IP hiện tại mà không làm gián đoạn các node cuối.

3.2. Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm trên, DHCP cũng có những hạn chế riêng. Dưới đây là một số  nhược điểm của giao thức:

• DHCP với cơ chế sử dụng IP động sẽ không phù hợp với một số thiết bị cố định, có tần suất truy cập cao và liên tục như file server hay máy in.
• Đối với máy in hộ gia đình hay văn phòng thì việc tự động gán địa chỉ IP liên tục cũng không mang lại hiệu suất cao. Bởi mỗi khi kết nối một máy tính khác nhau, máy in cần cập nhật cài đặt để kết nối được với máy tính.

4. Vai trò chức năng của DHCP trong hệ thống mạng là gì?

Giao thức DHCP đóng vai trò quan trọng trong quản trị hệ thống mạng. Với chức năng tự động gán địa chỉ IP và cung cấp thông số truy cập mạng, DHCP giúp công tác quản trị trở nên đơn giản hơn, hạn chế tối đa khả năng phát sinh lỗi do cấu hình thủ công như gán sai địa chỉ IP, gán trùng địa chỉ IP,...Sự xung đột IP sẽ được hạn chế tối đa khi DHCP xác định chính xác địa chỉ IP từ máy chủ và truyền đến thiết bị yêu cầu truy cập.

Bên cạnh đó, sự đơn giản hoá và khả năng linh hoạt giúp công tác quản trị trở nên dễ dàng hơn, tạo ra sự kết nối liền mạch, hạn chế tình trạng gián đoạn.

Dịch vụ DHCP còn có chức năng cấp phát địa chỉ IP động trong trường hợp DHCP không được cung cấp IP cho máy DHCP Client. Trong đó, địa chỉ IP động là thuật ngữ dịch từ Automatic private IP Addressing (APIPA) có trên hệ điều hành Windows, APIPA cho phép gán tự động địa chỉ IP động có giá trị trong khoảng 169.254.0.0 đến 169.254.255.255 khi DHCP Server không thể được phép cấp địa chỉ IP cho thiết bị.

5. Các thuật ngữ DHCP

Dưới đây là một số thuật ngữ DHCP:

• DHCP Server - Máy chủ DHCP: Là thiết bị máy chủ quản lý cấu hình như địa chỉ mạng, địa chỉ máy chủ DNS và cấp phát địa chỉ IP cho Client DHCP khi có yêu cầu.
• DHCP Client - Máy trạm DHCP: Là thiết bị nối mạng vào và nhận thông tin cấu hình địa chỉ IP từ máy chủ DHCP.

• DHCP Lease: Là khoảng thời gian sử dụng địa chỉ IP cũ cho đến khi đổi địa chỉ IP mới. Mối địa chỉ IP sẽ có thời hạn hoạt động nhất định, khi hết thời hạn nó sẽ được cấp địa chỉ IP mới thay thế.
• DHCP Relay Agent: Là một thiết bị máy tính hoặc một Router đóng vai trò trung gian giữa máy khách DHCP và máy chủ DHCP. DHCP Relay Agent không được ứng dụng phổ biến trong các mạng thông thường, chúng được sử dụng nhiều trong các mạng lớn có cấu trúc phức tạp.
• DHCP Discover: Là gói tin được gửi đến máy chủ DHCP khi có thiết bị yêu cầu cấp địa chỉ IP để truy cập mạng.
• DHCP Offer: Là gói tin chứa địa chỉ IP, cấu hình TCP/IP bổ sung được DHCP Server gửi phản hồi cho máy trạm DHCP khi nhận DHCP Discover.
• DHCP Request: Đây là gói tin phản hồi sự chấp thuận địa chỉ IP của DHCP Client cho DHCP Server sau khi nhận DHCP Offer.
• DHCP Acknowledge: Là gói tin được máy chủ DHCP phản hồi với máy trạm DHCP để xác minh việc chấp nhận địa chỉ IP DHCP Request, đồng thời định hướng tham số tuỳ chọn cho việc cấp phép máy trạm truy cập mạng TCP/IP cũng như hoàn tất quá trình khởi động.
• DHCP Nak: Khi địa chỉ IP của máy trạm DHCP hết hạn hoặc đã chuyển cho người dùng mới thì máy chủ sẽ gửi một gói tin DHCP Nak đến máy trạm DHCP khi nó tiếp nhận yêu cầu từ địa chỉ IP không có giá trị theo các Scope mà nó được cấu hình.
• DHCP Decline: Nếu máy trạm DHCP quyết định tham số thông tin được đề nghị không hợp lệ, khi đó nó sẽ gửi một gói tin DHCP Decline đến máy chủ và quá trình đăng ký phải bắt đầu lại.
• DHCP Release: Đây là một gói tin được máy trạm gửi đến máy chủ để giải phóng địa chỉ IP và có thể xóa bỏ địa chỉ IP bất kỳ đang tồn tại.
• DHCP  gửi đến một server để giải phóng địa chỉ IP và có thể xóa bất kỳ IP đang còn tồn tại.

Ngoài ra, các bạn cũng cần tham khảo thêm một số thuật ngữ liên quan trong quá trình tìm hiểu DHCP là gì? 

• Binding: Là tập hợp dữ liệu cấu hình trong đó có tối thiểu một địa chỉ IP được máy trạm DHCP sử dụng và kết nối do máy chủ quản lý.
• BOOTP relay agents - Thiết bị chuyển tiếp BOOTP: Có thể là một Router hoặc một DHCP Client có khả năng chuyển tin giữa DHCP server và DHCP Client.
• Scope: Là phạm vi liên tiếp của các địa chỉ IP khả dụng cho một mạng.
• Exclusion Scope: Đây là dải địa chỉ nằm trong phạm vi Scope không được cấp phát động cho máy trạm DHCP.
• Scope Options: Là các thông số được cấu hình bổ sung khi cấp phát địa chỉ IP động cho máy trạm DHCP như DNS Server(006), Router(003).

Tổng kết

Có thể thấy, DHCP mang lại nhiều tiện ích giúp quá trình quản lý hệ thống mạng được tự động và tập trung hơn. Hy vọng với những thông tin chúng tôi chia sẻ trên bài viết đã giúp các bạn hiểu hơn về DHCP là gì? Nếu có nhu cầu sử dụng dịch vụ DHCP và chưa tìm được đơn vị uy tín thì đừng ngần ngại, hãy kết nối ngay với chúng tôi để được tư vấn nhanh chóng, hiệu quả.