how/network

Как DHCP раздаёт IP-адреса

Подключился к Wi-Fi - через секунду уже есть IP. Откуда он берётся, кто его выбирает, и почему всё это работает за 4 пакета.

Подключился к Wi-Fi в кафе - и через пару секунд уже грузятся сайты. Но чтобы они грузились, твоему ноуту нужны четыре вещи:

свой IP-адрес (например 192.168.1.50)
маска подсети - где кончается «своя сеть»
default-gateway - куда слать пакеты «наружу» (см. default-gateway)
DNS-сервер - кто превратит имя в IP

Без них ноут не знает кто он, куда слать данные, и кому задавать вопросы. Можно прописать всё руками, но кафе не выдаст тебе бумажку с параметрами при входе. Это решает DHCP - протокол, который раздаёт сетевые настройки автоматически за 4 коротких сообщения.

Нажми ▶ - посмотрим как ноут получает свой IP за пол-секунды после подключения.

step 1/5·00 · ноут пришёл в сеть, IP нет

§ шаги

Линк поднят (кабель воткнут / Wi-Fi подключён), но IP-адреса у ноута нет. Без IP в сеть выйти нельзя - ни в интернет, ни даже к соседу по комнате.

Чтоб попросить настройки, ноут будет слать пакеты с временным src-адресом 0.0.0.0 - он означает «у меня нет адреса». Дальше запрос полетит broadcast'ом - «чтоб любой DHCP-сервер услышал».

итого

Что важно запомнить:

DHCP-обмен называют DORA по первым буквам: Discover, Offer, Request, Acknowledge. Четыре пакета - все настройки получены
Первые два сообщения идут broadcast'ом (на «всю сеть сразу», см. broadcast-domain) - у клиента ещё нет своего IP, ему нечего подставить как «обратный адрес»
IP даётся в аренду на ограниченное время (час-сутки). Ближе к концу аренды клиент пробует её продлить - уже точечным пакетом, не broadcast'ом
В одной сети может быть несколько DHCP-серверов (избыточность). Тогда клиент получит несколько offer'ов - выберет первый или по своей логике
Если DHCP не сработал - на Linux/macOS клиент сам себе выдаст link-local адрес из 169.254.0.0/16. Интернета не будет, но локальные соседи будут видны

Если интересно как работают пакеты на L2-уровне (что такое broadcast и как пакет вообще ходит без IP) - arp и ethernet-frame.

§ копнуть в базу знаний

§ шаги

Линк поднят (кабель воткнут / Wi-Fi подключён), но IP-адреса у ноута нет. Без IP в сеть выйти нельзя - ни в интернет, ни даже к соседу по комнате.

Чтоб попросить настройки, ноут будет слать пакеты с временным src-адресом 0.0.0.0 - он означает «у меня нет адреса». Дальше запрос полетит broadcast'ом - «чтоб любой DHCP-сервер услышал».