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Was ist ein DHCP-Server?: Einfach und verständlich erklärt

Bei einem DHCP-Server handelt es sich um eine Software, mit deren Hilfe sich Clients — also einzelne Rechner — automatisch in ein Netzwerk einbinden lassen. Die Abkürzung steht dabei für Dynamic Host Configuration Protocol. Wie der Name schon sagt, geht es also um die dynamische Konfiguration der über ein Netzwerk kommunizierenden Hosts bzw. Rechner.

Wie funktioniert ein DHCP-Server?

Hierbei verwaltet der DHCP-Server die noch freien und bereits vergebenen IP-Adressen und antwortet auf die Anfragen der verschiedenen Clients nach einer solchen freien IP. Die Anfrage findet über das Netzwerk unter der Nutzung der Hardware-Adresse der verbauten Netzwerkkarten statt. Der DHCP-Server kann auf diese Weise also auch Geräte konfigurieren, die räumlich weit von ihm entfernt stehen, aber über das Netzwerk angebunden sind. Die IP-Adresse wird dabei — ähnlich wie eine Telefonnummer im Telefonnetz — benötigt, um im Netzwerk mit anderen Rechnern über das TCP/IP-Protokoll kommunizieren zu können.

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Dabei wird als Merkmal für die Zuordnung in der Regel die Hardware-Adresse (MAC) der im jeweiligen Rechner verbauten Netzwerkkarte benutzt. Somit erhält der Rechner eine IP-Adresse, die sich nur dann ändert, wenn die entsprechende IP-Adresse zum Zeitpunkt der Anfrage bereits an einen anderen Client vergeben wurde. Ob dies geschehen kann, hängt dabei von der Art des DHCP-Servers ab.

So läuft eine typische DHCP-Anfrage ab

Der Rechner, der eine IP-Adresse benötigt, schickt ein Paket mit seiner Hardware-Adresse an alle Rechner im Netzwerk, um etwaige konfigurierte DHCP-Server zu entdecken. Der auf solche Pakete lauschende DHCP-Server antwortet dann nach dem Empfang mit einem Paket, das eine mögliche, noch freie IP-Adresse beinhaltet. Ist der Client mit dieser IP-Adresse einverstanden, stellt er eine Anfrage zur zukünftigen Nutzung an den Server. Dieser bestätigt in der Regel dann die zukünftige Nutzung dieser IP durch den Client mit einem weiteren Paket, das über das Netzwerk gesendet wird und weitere Informationen wie den Gateway, den DNS-Server und die Netmask beinhaltet.

Der DNS-Server kümmert sich dabei kurz gesagt um die Übersetzung von Domains wie google.de in die entsprechende IP-Adresse des Servers. Damit ist die Konfiguration abgeschlossen und der Client verfügt von nun an über eine IP-Adresse, mit der er über das TCP/IP-Protokoll kommunizieren kann. Dieses stellt heute noch immer eines der meistgenutzten Netzwerkprotokolle da und ermöglicht unter anderem auch die Kommunikation über das Internet. Je nach Art des DHCP-Servers wird die Zuteilung dieser Adresse über längere Zeit aufrecht erhalten oder die Anfrage muss nach dem Ablauf einer gewissen Zeitspanne, der sogenannten Lease-Time, erneuert werden.

Statische Vergabe vs. DHCP

Eine manchmal genutzte Alternative zum DHCP-Server ist die statische Vergabe von IP-Adressen. Hierbei wird kein Server zur Verwaltung der IP-Adressen benötigt, da jeder Host eine feste, unveränderliche IP-Adresse erhält. Diese wird in der Regel in den Systemeinstellungen des jeweiligen Rechners festgelegt. Dies ist aber nur bei kleinen, relativ statischen Netzwerken sinnvoll und kann ansonsten schnell zum Chaos bei der Vergabe der IP-Adressen führen. Da es bei der statischen Vergabe über die Konfiguration der Clients keine zentrale Verwaltung der IP-Adressen gibt, können bei diesem Verfahren schnell Fehlkonfigurationen wie beispielsweise Doppelbelegungen einer IP-Adresse auftreten.

Dies ist in etwa mit der doppelten Vergabe einer Telefonnummer zu vergleichen und führt damit zu Kommunikationsschwierigkeiten der betroffenen Clients im Netzwerk, die gerade bei einem höheren Trafficaufkommen im Netzwerk nicht immer leicht zu erkennen und zu beheben sind. Eine in vielen Anwendungsfällen attraktivere Alternative bietet hier das sogenannte statische DHCP, bei dem zwar ein DHCP-Server verwendet wird, die IP-Adresse aber statisch der Hardware-Adresse einer bestimmten Netzwerkkarte zugeordnet wird. Allerdings schützt DHCP das Netzwerk nicht vor Clients, die den DHCP-Server ignorieren und ihre IP-Adresse selbst festlegen.

Outflow_Designs/shutterstock.com

Aus diesem Grunde kann es theoretisch auch bei aktivem DHCP-Server bei falsch konfigurierten Clients zu Problemen mit Doppelbelegungen kommen, falls die bereits erfolgte Zuordnung der IP-Adresse nicht vorab über eine Kontrollabfrage geprüft wird. Daher sollten Netzwerkadministratoren immer auf die richtige Konfiguration aller mit dem Netzwerk verbundenen Geräte achten — dies gilt insbesondere auch für mobile Geräte wie Smartphones und andere mobile Geräte. Wer einen DHCP-Server in seinem Netzwerk anbietet, tut daher meist gut daran, die dynamische Netzwerkkonfiguration über DHCP auch auf allen angebundenen Geräten zu aktivieren.

Unverzichtbar in öffentlichen WLAN-Netzen

Eine typische Anwendung, bei der eine händische Konfiguration der IP-Adressen aller Geräte im Netzwerk undenkbar wäre, ist ein öffentliches WLAN, wie es beispielsweise in vielen Stadtzentren, im öffentlichen Nahverkehr oder in Restaurants und Geschäften angeboten wird. Hier herrscht ein ständiges Kommen und Gehen der unterschiedlichsten Geräte, sodass eine Konfiguration des Netzwerks ohne DHCP-Server von vornherein zum Scheitern verurteilt oder wenigstens nur mit erheblichem Aufwand für Administratoren und Nutzer durchzuführen wäre. Die meisten Nutzer solcher Angebote wollen als unversierte Nutzer aber einfach nur lossurfen, ohne sich um technische Details kümmern zu müssen. Der DHCP-Server macht dies auch bei solchen stark fluktuierenden Netzwerken problemlos möglich.

Was ist ein DHCP-Server?: Unser Fazit

DHCP-Server erleichtern die Einbindung weiterer Geräte in ein bereits bestehendes Netzwerk deutlich. Durch die zentrale Verwaltung der belegten IP-Adressen werden doppelt vergebene IPs effektiv vermieden. Aber auch die automatische Konfiguration von DNS-Server und Gateway bei so einfach erscheinenden Aufgaben wie der Anbindung eines Geräts ans Internet machen dem Netzwerkadministrator das Leben leichter. DHCP wird heute in sehr vielen Netzwerken eingesetzt und ist aus dem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken, wenn es von herkömmlichen Nutzern auch meist nicht bemerkt wird. Ein gut funktionierender DHCP-Server ist deshalb meist auch einer, der nicht weiter auffällt.

Unter der Haube steckt allerdings eine Technik, die bei näherer Betrachtung kein Hexenwerk, sondern eine vergleichsweise einfache Lösung für ein in Netzwerken regelmäßig auftretendes Problem ist.

Bildquelle Titelbild:

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