Das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

Jedes Gerät welches sich zu Ihrem Heimnetzwerk verbindet benötigt eine für Ihr Heimnetzwerk eineindeutige Internet Protokoll (IP) Adresse. Mit dem Internet Protokoll Version 4 (IPv4) sind 2 Alternativen verbreitet eine solche Adresse einem Gerät zuzuweisen. Die erste Alternative ist es sich von Hand eine Tabelle anzufertigen (auf Papier oder mit einer Tabellenkalkulation wie z.B. Excel) und dort selbst jedem Gerät eine andere IP Adresse zuzuordnen. Danach muss die IP Adresse noch auf jedem Gerät von Hand fest konfiguriert werden.

Einfacher und die damit am weitesten verbreitete Alternative ist die automatische Zuweisung der IP Adressen von einer zentralen Stelle aus. Hierfür kommt das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) ins Spiel. Ihr Internet-Router hat einen DHCP Server integriert und per Voreinstellung werden schon, ohne das Sie etwas tun müssen, Adressen meistens aus dem Bereich 192.168.1.2 bis 192.168.255.254 vergeben. Der DHCP Server merkt sich welche Adressen an welche Geräte schon vergeben sind und vergibt an neu anfragende Geräte nur Adressen welche noch nicht in Benutzung sind. Für die Identifikation der Geräte werden die jeweiligen für die Geräte eineindeutigen MAC Adressen verwendet. Die MAC Adressen werden auch verwendet, um die DHCP Nachrichten selbst in einem Netzwerk zu Adressieren. Das ist notwendig da die Geräte, naturgemäß bei Verwendung von DHCP, nach Ihrem Start noch keine IP Adresse besitzen.

Folgend die prinzipielle Funktionsweise als Ablauf:

1. Der DHCP Client ihres Rechners sendet beim Start eine DHCP Discover Nachricht in das gesamte Heimnetzwerk.

2. Alle DHCP Server (üblicherweise nur Ihr Internet-Router) welche an Ihrem Heimnetzwerk angeschlossen sind empfangen die Anfrage und Antworten mit einer DHCP Offer Nachricht. In dieser ist schon ein Vorschlag für eine IP Adresse enthalten.

3. Der DHCP Client Ihres Rechners wählt einen DHCP Server aus (z.B. den Internet-Router) und sendet eine DHCP Request Nachricht an den DHCP Server.

4. Dieser Antwortet mit einer DHCP Ack Nachricht, in welcher noch weitere Information wie z.B. ein zu benutzender DNS Server enthalten sind.

Danach ist der Vorgang abgeschlossen und Ihr Rechner wendet die erhaltenen Information an.

Wie erwähnt werden per DHCP neben der IP Adresse einem Gerät noch eine Reihe anderer benötigter Informationen mitgeteilt wie z.B. der zu benutzende Domain Name System Server. Darüber hinaus bietet das DHCP Protokoll an sich noch eine Reihe weiterer Möglichkeiten wie z.B. die feste Zuordnung von IP Adressen zu Geräten. Weitere Optionen werden von Internet-Routern aber selten angeboten und von daher an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt.

Für ein Heimnetzwerk sind für DHCP hauptsächlich noch 2 Dinge relevant. Sie können in Ihrem Internet-Router den genauen Adressbereich konfigurieren, aus welchem sich der DHCP Server bedienen darf. Darüber können Sie Adressen für eine feste Konfiguration aussparen (die Eingangs erwähnte erste Alternative). Das kann dann nötig werden, wenn Sie Netzwerkgeräte einsetzen (z.B. einen managed Ethernet-Switch), welche DHCP nicht unterstützen und eine fest Adresse benötigen. Ein anderer Anwendungsfall ist, wenn Sie selbst einen Server betreiben welcher immer unter der gleichen IP Adresse erreichbar sein soll und der DHCP Server Ihres Internet-Routers selbst keine feste Zuordnung ermöglicht.

Der zweite Punkt ist, dass als Voreinstellung die Gültigkeit der vergebenen IP Adresse nach einer Zeitperiode abläuft. Bei Ablauf der Zeitperiode fordert das Gerät, welches eine IP Adresse benötigt, eine neue per DHCP an. Der DHCP Server kann aber wieder die gleiche IP Adresse zuweisen, welche schon vorher in Benutzung war. Die Zeitperiode bis zum Ablauf der per DHCP zugewiesenen IP Adresse hat typischerweise eine Dauer von Stunden bis zu Tagen und ist meistens im DHCP Server (bzw. Internet-Router) konfigurierbar. Dieser letzte Punkt ist dann von Interesse, wenn Sie sich wundern, warum sich die IP Adresse eines Gerätes welches lange in Betrieb war und nie neu gestartet wurde plötzlich geändert hat.