Definition DHCP Was ist das Dynamic Host Configuration Protocol?

DHCP ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll, mit dem sich den Clients eines TCP/IP-Netzwerks automatisch ihre Netzwerkkonfiguration inklusive IP-Adressen und DNS-Server zuweisen lässt. Die Verwaltung und Zuweisung der IP-Konfigurationen übernimmt ein DHCP-Server. Für IPv6 gibt es ein ebenfalls standardisiertes DHCPv6 mit vergleichbarer Funktionalität wie DHCPv4.

Das Akronym DHCP steht für Dynamic Host Configuration Protocol. Es handelt sich um ein in mehreren RFCs standardisiertes Kommunikationsprotokoll, mit dem sich den Clients eines TCP/IP-basierten Netzwerks automatisiert ihre Netzwerkkonfiguration zuweisen lässt. Der maß­geb­liche Standard für das Protokoll ist RFC 2131 aus dem Jahr 1997. Zugewiesene Konfigurations­pa­ra­meter sind beispielsweise IP-Adresse, Netzwerkmaske, Default-Gateway, DNS-Server und andere Einstellungen. Die Verwaltung und Zuweisung der IP-Konfigurationen übernimmt ein DHCP-Server. Er kann beispielsweise auf einem Rechner als Softwarefunktion ausgeführt oder in einem Netzwerkgerät wie einem Router integriert sein.

Das Dynamic Host Configuration Protocol macht die zeitaufwendige manuelle IP-Konfiguration der Clients überflüssig und ermöglicht die Zentralisierung von IP-Administrationsaufgaben. Alle gängigen Betriebssysteme unterstützen das Dynamic Host Configuration Protocol. Ent­standen ist DHCP ursprünglich im Jahr 1993 aus dem schon 1985 entwickelten und im RFC 951 standardisierten Bootstrap-Protokoll (BOOTP). DHCP ist mit BOOTP mit einigen Einschränk­ungen nach wie vor kompatibel. Auf der Transportebene nutzt das Dynamic Host Configuration Protocol das verbindungslose UDP (User Datagram Protocol). Dem Protokoll sind die UDP-Ports 67 (Server) und 68 (Client) zugewiesen. Für IPv6 gibt es die Protokollvariante DHCPv6 mit ver­gleichbarer Funktionalität wie DHCPv4, auch wenn prinzipiell die Möglichkeit einer vollständig automatischen Selbstkonfiguration eines IPv6-Hosts besteht.

Prinzipielle Funktionsweise des Dynamic Host Configuration Protocol

Das Dynamic Host Configuration Protocol arbeitet verbindungslos nach dem Client-Server-Prinzip. Clients fordern ihre IP-Kon­figurationsdaten bei einem DHCP-Server an. Der Server verwaltet die Daten und ist für deren Zuteilung zuständig. Die Zuteilung der Netzwerk­kon­fi­guration erfolgt statisch, automatisch oder dynamisch. Die Server­funktion kann als Softwarefunktion in einem Rechner oder auf einer Netzwerkkomponente wie einem Router (zum Beispiel einem DSL-Internetzugangsouter) integriert sein. In großen Netzwerken sind DHCP-Server teilweise als separate Server realisiert.

Benötigt ein Client eine Netzwerk­kon­fi­guration, schickt er eine DHCP-Discover-Nachricht mit der Absenderadresse 0.0.0.0. als Broadcast-Nachricht. Ein DHCP-Server wartet auf dem UDP-Port 67 auf solche Nachrichten. Erhält er eine Discover-Nachricht, sendet er eine Offer-Nachricht mit seiner eigenen IP-Adresse und der dem Client zugewiesenen IP-Adresse sowie weiteren Einstellungen wie die Subnetzmaske. Die Auswahl der IP-Adresse basiert bei einer statischen Zuweisung beispielsweise auf der vom Client erhaltenen MAC-Adresse und einer zuvor erstellten Zuordnungstabelle.

Auf diese Offer-Nachricht antwortet der Client mit einem DHCP-Request als positive Rück­mel­dung. Der Server bestätigt die Request-Nachricht mit einer Acknowledgement-Nachricht, in der er noch weitere Konfigurationsparameter wie DNS-Server, NTP-Server, WINS-Server, SMTP-Server und anderes enthalten sein können. Die Acknowledgement-Nachricht enthält auch eine Lease-Zeit, die den Client über die Gültigkeitsdauer der Netzwerkkonfiguration informiert. Der Client trägt alle erhaltenen Daten in seine Netzwerkkonfiguration ein und verwendet sie anschließend über die gewährte Lease-Zeit für die IP-Kommunikation. Nach der Hälfte der Lease-Zeit muss eine Erneuerung angestoßen werden. Hierfür versendet der Client einen erneuten DHCP-REQUEST, den der Server mit einem Acknowledgement bestätigt. Läuft die Lease-Time der Netzwerkkonfiguration ohne eine Erneuerung aus, ist ein neuer Discover-Prozess zu starten.

Das Dynamic Host Configuration Protocol und IPv6

IPv6 benötigt prinzipiell kein DHCP. Es besteht die Möglichkeit einer vollständig automatischen Selbstkonfiguration eines IPv6-Hosts per Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC). Den­noch gibt es auch für IPv6 ein standardisiertes Dynamic Host Configuration Protocol mit ver­gleichbarer Funktionalität wie DHCPv4. DHCPv6 ist seit 2003 im RFC 3315 spezifiziert. Das Protokoll kann autark oder gemeinsam mit IPv6 Stateless Address Autoconfiguration ver­wen­det werden. Abweichend zur IPv4-Variante werden die UDP-Ports 546 (Client) und 547 (Server) genutzt.

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