Näkyvyysalueet, osoitevarannot ja varaukset

DHCP aiheuttaisi kaaoksen, jos se jakaisi satunnaisia osoitteita ilman sääntöjä. Ylläpitäjät hallitsevat sitä kolmen toisiinsa liittyvän käsitteen avulla: alueet, poolit ja varaukset. Yhdessä ne määrittävät, mitä osoitteita verkko voi käyttää, mitkä osoitteet ovat vapaina vuokrattaviksi ja mitkä laitteet saavat aina saman osoitteen. Tässä oppitunnissa näytetään, miten kukin toimii ja miksi ne pitävät suuret verkot järjestettyinä ja ennakoitavina.

Alue on koko osoitealue, jota DHCP-palvelin hallinnoi yhdessä aliverkossa, sekä siihen liittyvät asetukset. Alue voi esimerkiksi sisältää osoitteet 192.168.1.1–192.168.1.254 ja niitä vastaavan peitteen, yhdyskäytävän ja DNS-asetukset. Alue määrittää rajat sille, mitä DHCP voi jakaa kyseisessä verkossa. Palvelimella voi olla useita alueita, yksi kutakin sen palvelemaa aliverkkoa varten.

Alueen sisällä pooli on niiden osoitteiden joukko, jotka ovat tosiasiassa vuokrattavissa. Pooli on yleensä koko aluetta suppeampi, koska osa osoitteista on varattu muuhun käyttöön. Alue voi esimerkiksi ulottua osoitteesta .1 osoitteeseen .254, mutta DHCP:n jakama pooli voi olla .100–.200. Tällöin alemmat osoitteet jäävät reitittimille, palvelimille ja tulostimille, joiden asetukset määritetään manuaalisesti.

Poissulkeminen on alueen sisällä oleva osoite tai osoitealue, jota DHCP ei saa koskaan vuokrata. Oletetaan, että palvelin käyttää manuaalisesti määritettyä osoitetta 192.168.1.10. Kun poissuljet osoitteen .10, DHCP ohittaa sen ja vältytään ristiriidalta. Poissulkemisten avulla alueelle voidaan jättää turvallisia aukkoja laitteita varten, joiden osoitteet on määritetty DHCP:n ulkopuolella.

Varaus yhdistää tietyn osoitteen tiettyyn laitteeseen, jotta laite saa aina saman osoitteen. Palvelin tunnistaa laitteen sen MAC-osoitteen (Media Access Control -osoitteen) perusteella. Se on verkkokorttiin tallennettu laitetunniste. Kun kyseinen laite pyytää osoitetta, DHCP antaa sille joka kerta varatun osoitteen. Näin DHCP:n helppous yhdistyy kiinteän osoitteen vakauteen.

Vaihtoehtoisesti laitteelle voi määrittää kiinteän osoitteen manuaalisesti. Tätä kutsutaan staattiseksi määritykseksi. Varaus eroaa siitä, että osoite tulee edelleen DHCP-palvelimelta, joten yhdyskäytävän ja DNS:n kaltaiset asetukset pysyvät keskitetysti hallittuina. Kun DNS-asetusta muutetaan palvelimella, varatut laitteet päivittyvät automaattisesti. Staattiset osoitteet on muutettava erikseen jokaisessa laitteessa, mikä unohtuu helposti.

Varaukset sopivat laitteille, jotka tarvitsevat pysyvän osoitteen mutta joiden tulee pysyä DHCP:n hallinnassa. Tällaisia ovat esimerkiksi verkkotulostimet, IP-kamerat, maksupäätteet ja laboratorioiden laitteet. Käyttäjät muodostavat yhteyden tulostimeen osoitteen tai nimen avulla, joten osoitteen ei pitäisi muuttua. Varaus takaa yhdenmukaisuuden ja antaa ylläpitäjän hallita kaikkea DHCP-palvelimelta käsin ilman käyntejä jokaisella laitteella.

Varauksen luomiseksi ylläpitäjä tallentaa laitteen MAC-osoitteen ja yhdistää sen valittuun IP-osoitteeseen alueen sisällä. Tämän jälkeen DHCP tunnistaa kyseisen MAC-osoitteen ja palauttaa sitä vastaavan osoitteen. Alla oleva esimerkki näyttää, millaisen yhdistämisen ylläpitäjä määrittää palvelimella. Osoitteen on edelleen oltava alueen sisällä, eikä se saa olla ristiriidassa aktiivisen poolin kanssa.

Poolin koolla on merkitystä. Jos poolissa on 100 osoitetta mutta 150 laitetta tarvitsee vuokran samanaikaisesti, osa laitteista ei saa osoitetta eikä pysty muodostamaan yhteyttä. Ylläpitäjät mitoittavat poolin huippukuormituksen mukaan ja lyhentävät joskus vuokra-aikoja vilkkaissa vierasverkoissa, jotta osoitteet vapautuvat nopeammin uudelleen käyttöön. Varaukset ja poissulkemiset pienentävät käytettävissä olevaa poolia, joten suunnittele alue kaikki kolme asiaa huomioiden.

Suuret verkot kattavat monia aliverkkoja, joten yhdellä DHCP-palvelimella on usein useita alueita. Välitysagentti välittää kustakin aliverkosta tulevat pyynnöt palvelimelle, joka valitsee pyynnön lähettäneen verkon mukaisen alueen. Tämän keskitetyn rakenteen ansiosta ylläpitäjä voi hallita koko kampuksen osoitteita yhdestä paikasta ja säätää jokaisen alueen oman aliverkkonsa tarpeisiin.

Ajattele kokonaisuutta sisäkkäisenä hallintana. Alue on aliverkon koko osoitealue ja sen asetukset. Pooli on vuokrattavissa oleva osa alueesta. Poissulkemisilla jätetään aukkoja manuaalisesti määritettyjä laitteita varten. Varauksilla tietyt osoitteet sidotaan tiettyihin laitteisiin MAC-osoitteen perusteella. Yhdessä nämä tekevät DHCP:stä sekä automaattisen että järjestelmällisen, juuri sellaisen kuin kasvava verkko tarvitsee.

Ylläpitäjät ohjaavat DHCP:tä kolmella työkalulla. Alue on aliverkon koko osoitealue ja sen asetukset. Pooli on vuokrattavissa oleva osajoukko, jota usein pienennetään poissulkemisilla manuaalisesti määritettyjen osoitteiden suojaamiseksi. Varaus yhdistää valitun osoitteen laitteeseen sen MAC-osoitteen perusteella. Näin saadaan vakaa IP-osoite, jota DHCP edelleen hallitsee, toisin kuin käsin määritettyä staattista osoitetta. Yhdellä palvelimella voi olla useita alueita, joten se voi palvella koko kampusta yhdestä paikasta.