Das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) ist ein wesentlicher Bestandteil von Netzwerken und steuert, welche IP-Adressen Geräte erhalten, damit sie mit dem Internet kommunizieren können. Normalerweise erfolgt die IP-Zuweisung automatisch, aber wenn Sie statische IPs benötigen, ist es wichtig, mit DHCP vertraut zu sein.
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DHCP kann IP-Zuweisungen verarbeiten
Jedes Gerät, das sich mit einem Netzwerk verbindet, benötigt eine IP-Adresse. In den Anfängen des Netzwerks haben sich Benutzer manuell eine IP-Adresse zugewiesen, aber das ist eine umständliche Aufgabe, insbesondere an Orten mit vielen Geräten, wie beispielsweise einem Firmenbüro. DHCP automatisiert diesen Prozess teilweise, was die Verbindung von Geräten mit dem Netzwerk erheblich vereinfacht. DHCP-Server oder -Router handhaben diesen Prozess basierend auf einem Satz definierter Regeln. Die meisten Router verwenden beispielsweise den Bereich 192.168.0.x, sodass Sie in Heimnetzwerken häufig solche IP-Adressen sehen.
Der Prozess ist ziemlich einfach. Wenn sich ein Client (ein Computer, IOT-Gerät, Tablet, Mobiltelefon usw.) mit dem Netzwerk verbindet, sendet er ein Signal (genannt DHCPDISCOVER) an den DHCP-Server (oder Router). Der Server antwortet mit allen Regeln und Einstellungen für das Netzwerk und einer zu verwendenden IP-Adresse (ein DHCPOFFER). Der Client bestätigt die Informationen und bittet um Erlaubnis, die zugewiesene Adresse zu verwenden (eine DHCPREQUEST-Nachricht). Schließlich bestätigt der DHCP-Server die Anfrage und der Client kann sich mit dem Netzwerk verbinden.
DHCP steuert den Bereich der IP-Adressen
Sie können DHCP konfigurieren, um den Bereich der verfügbaren IP-Adressen zu steuern. Wenn Sie diesen Bereich als beginnend bei 192.168.0.1 und als Ende als 192.168.0.100 angeben, fallen alle verfügbaren Adressen irgendwo in diesen Bereich. Sie werden nie ein Gerät sehen, das 192.168.0.101 zugewiesen ist. Beachten Sie auch, dass die Start-IP (in diesem Beispiel 192.168.0.1) für den Router reserviert ist. Manche Router listen nur eine Startadresse auf und fügen dann eine Option für eine maximale Anzahl von Benutzern hinzu (die die Endadresse bestimmt).
Der Vorteil dabei ist, dass Sie steuern können, wie viele Geräte gleichzeitig mit Ihrem Netzwerk verbunden sind (in diesem Beispiel nicht mehr als 100). Der Nachteil ist jedoch, dass Sie, wenn Sie die Reichweite zu klein einstellen, den Anschluss neuer Geräte unbeabsichtigt verhindern können. Um einen geringeren IP-Adressbereich zu ermöglichen, vermieten DHCP-Server nur IP-Adressen an Geräte.
Dynamisch zugewiesene Adressen sind temporär
Wenn ein DHCP-Server eine IP-Adresse zuweist, geschieht dies unter einem Lease-System. Das Gerät behält diese IP-Adresse für eine festgelegte Anzahl von Tagen bei. Danach kann es versuchen, die IP-Adresse zu erneuern. Wenn kein Erneuerungssignal gesendet wird (z. B. bei einem außer Betrieb genommenen Computer), fordert der DHCP-Server die IP-Adresse zurück, um sie einem anderen Gerät zuzuweisen. Wenn das Erneuerungssignal erkannt wird, behält das Gerät seine IP-Adresse für weitere Tage. Aus diesem Grund kann es vorkommen, dass sich Ihre IP-Adresse von Zeit zu Zeit ändert, wenn Sie die Option ipconfig häufig verwenden.
Es ist möglich, dass zwei Geräte dieselbe IP-Adresse haben, z. B. eine VM-Maschine, die die meiste Zeit offline verbringt. Die VM-Maschine kann das Erneuerungssignal nicht senden, daher wird ihre IP-Adresse an eine andere Maschine weitergegeben. Wenn die VM wieder hochgefahren wird, hat sie immer noch eine Aufzeichnung der alten IP-Adresse (insbesondere wenn sie aus einem Snapshot wiederhergestellt wurde), aber sie kann diese IP-Adresse nicht verwenden, da sie übernommen wurde. Ohne diese Berechtigung kann es keine Verbindung zum Netzwerk herstellen, bis eine neue IP zugewiesen wird. Die Verwendung dynamischer IP-Adressen sollte diese Art von Szenario jedoch verhindern.
Statische IP-Adressen sind für einige Geräte erforderlich
Wenn Sie über einen an das Netzwerk angeschlossenen Drucker oder Medienserver (wie ein NAS-Gerät oder einen Plex-Server) verfügen, wäre es für diese unpraktisch, ihre IP-Adressen zu ändern. Dies kann zwar durch eine Verlängerung des Mietvertrags verhindert werden, es ist jedoch weiterhin möglich, dass sich die IP-Adresse ändert. Wenn Ihr Router aufgrund eines Stromausfalls neu gestartet wird oder Sie versuchen, ein lästiges Problem zu lösen, werden möglicherweise alle dynamisch generierten IP-Adressen neu zugewiesen. In diesen Szenarien löst die manuelle Zuweisung einer statischen IP-Adresse das Problem.
Der genaue Ablauf ist unterschiedlich, zumal sich auch Router-Webinterfaces von Gerät zu Gerät ändern können, selbst wenn sie vom gleichen Hersteller stammen. Bei einigen Routern, wie dem Eero Mesh Router-Kit, kann dies mit einem anderen Begriff wie IP-Reservierung bezeichnet werden. Eine statische IP-Adresse muss jedoch weiterhin allen Bereichsregeln entsprechen, sofern diese vorhanden sind. Die Verwendung einer aktuellen IP-Adresse als Basis für eine statische IP ist in der Regel am einfachsten. Je nach Gerät und Betriebssystem kann es sein, dass statt über den Router oder DHCP-Server eine statische IP auf der Geräteseite eingestellt werden kann. Dies kann erforderlich sein, wenn der Router selbst keine statische IP unterstützt.