Vous avez déjà très probablement noté la présence d'un réglages DHCP dans les paramètres réseau de Windows ou de macOS. Ce protocole permet une configuration simple et rapide de votre connexion réseau. Voici comment.

Pour connecter facilement des ordinateurs ou n'importe quel appareil à un réseau local, on peut s'appuyer sur le protocole DHCP. Les quatre lettres signifient Dynamic Host Configuration Protocol. Il s'agit d'un protocole qui permet à un ordinateur ou à n'importe quel appareil capable de se connecter à un réseau filaire ou WiFi d'obtenir de façon dynamique et automatique (c'est-à-dire sans intervention particulière) sa configuration (principalement, sa configuration réseau). En d'autres termes, on demande à l'appareil devant se connecter de trouver seul une adresse IP valide et disponible à utiliser sur le réseau en utilisant le protocole DHCP. Le but principal étant la simplification de l'administration d'un réseau.

Si le protocole DHCP sert principalement à distribuer des adresses IP sur un réseau, il a été conçu au départ comme complément au protocole BOOTP (Bootstrap Protocol) qui est utilisé par exemple lorsque l'on installe une machine à travers un réseau (BOOTP est utilisé en étroite collaboration avec un serveur TFTP sur lequel le client va trouver les fichiers à charger et à copier sur le disque dur). Un serveur DHCP peut renvoyer des paramètres BOOTP ou de configuration, propres à un hôte donné.

Comment fonctionne le DHCP ?

Pour mettre le protocole DHCP en action, il faut dans un premier temps un serveur DHCP qui distribue des adresses IP. Cette machine va servir de base pour toutes les requêtes DHCP, aussi elle doit avoir une adresse IP fixe. Dans un réseau, on peut donc n'avoir qu'une seule machine avec adresse IP fixe, le serveur DHCP. À la maison, il peut s'agir de la box Internet ou d'un routeur filaire ou WiFi.

Le mécanisme de base de la communication est BOOTP (avec trame UDP). Quand une machine est démarrée, elle n'a aucune information sur sa configuration réseau, et surtout, l'utilisateur ne doit rien faire de particulier pour trouver une adresse IP. Pour y parvenir, la technique utilisée est le broadcast : pour trouver et dialoguer avec un serveur DHCP, la machine va simplement émettre un paquet spécial de broadcast (broadcast sur 255.255.255.255 avec d'autres informations comme le type de requête, les ports de connexion...) sur le réseau local. Lorsque le serveur DHCP recevra le paquet de broadcast, il renverra un autre paquet de broadcast (n'oubliez pas que le client – l'appareil souhaitant se connecter – n'a pas forcément son adresse IP et donc, qu'il n'est pas joignable directement) contenant toutes les informations requises pour le client.

On pourrait croire qu'un seul paquet peut suffire à la bonne marche du protocole. En fait, il existe plusieurs types de paquets DHCP susceptibles d'être émis soit par le client pour le ou les serveurs, soit par le serveur vers un client :

DHCPDISCOVER :pour localiser les serveurs DHCP disponibles

DHCPOFFER : réponse du serveur à un paquet DHCPDISCOVER, qui contient les premiers paramètres

DHCPREQUEST : requête diverse du client pour par exemple prolonger son bail

DHCPACK : réponse du serveur qui contient des paramètres et l'adresse IP du client

DHCPNAK : réponse du serveur pour signaler au client que son bail est échu ou si le client annonce une mauvaise configuration réseau

DHCPDECLINE : le client annonce au serveur que l'adresse est déjà utilisée

DHCPRELEASE : le client libère son adresse IP

DHCPINFORM : le client demande des paramètres locaux, il a déjà son adresse IP

Ainsi, le premier paquet émis par le client est un paquet de type DHCPDISCOVER. Le serveur répond par un paquet DHCPOFFER, en particulier pour soumettre une adresse IP au client. Le client établit sa configuration, puis fait un DHCPREQUEST pour valider son adresse IP (requête en broadcast car DHCPOFFER ne contient par son adresse IP). Le serveur répond simplement par un DHCPACK avec l'adresse IP pour confirmation de l'attribution. Normalement, cet échange est suffisant pour qu'un client obtienne une configuration réseau efficace, mais cela peut être plus ou moins long selon que le client accepte ou non l'adresse IP.

Qu'est-ce qu'un bail DHCP ?

Pour des raisons d'optimisation des ressources réseau, les adresses IP sont délivrées avec une date de début et une date de fin de validité. C'est ce qu'on appelle un "bail". Un client qui voit son bail arriver à terme peut demander au serveur une prolongation du bail par un DHCPREQUEST. De même, lorsque le serveur verra un bail arriver à terme, il émettra un paquet DHCPNAK pour demander au client s'il veut prolonger son bail. Si le serveur ne reçoit pas de réponse valide, le bail n'est pas renouvelé et le serveur rend disponible l'adresse IP attribuée jusque-là. C'est toute la subtilité du DHCP : on peut optimiser l'attribution des adresses IP en jouant sur la durée des baux. Le problème est là : si aucune adresse n'est libérée au bout d'un certain temps, plus aucune requête DHCP ne pourra être satisfaite, faute d'adresses à distribuer. Sur un réseau où beaucoup d'ordinateurs se branchent et se débranchent souvent (réseau d'école ou de locaux commerciaux par exemple), il est intéressant de proposer des baux de courte durée. A l'inverse, sur un réseau constitué en majorité de machines fixes, très peu souvent redémarrées, des baux de longues durées suffisent. N'oubliez pas que le DHCP fonctionne principalement par broadcast, et que cela peut monopoliser une partie de la bande passante sur des petits réseaux fortement sollicités.

Comment configurer un serveur DHCP ?

À la maison, votre box Internet ou votre routeur filaire ou WiFi se charge seul de la configuration DHCP. Néanmoins, rien ne vous interdit d'élaborer votre propre serveur DHCP grâce à un logiciel dédié. C'est l'Internet Software Consortium qui développe le serveur DHCP du monde du logiciel libre. C'est le serveur DHCP le plus répandu, et celui qui respecte au mieux les RFC (les demandes de commentaires). Attention : un serveur DHCP est loin d'être simple à développer, aussi les serveurs qu'ils proposent sont régulièrement patchés et complétés. La dernière version en date est la 4.4.3. L'une des principales innovations de cette version est la possibilité de mettre à jour un DNS dynamiquement en fonction des adresses IP fournies par le serveur DHCP.