DCHP versus DNS: qual é a diferença?

As designações Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) e DNS (Domain Name System) referem-se aos protocolos que governam as redes.

Apesar de suas semelhanças, cada um executa funções específicas. O DNS converte nomes de domínios legíveis por seres humanos em endereços IP numéricos de computador. Enquanto isso, o DHCP automatiza a atribuição de endereços IP. 

Imagine um único porto de expedição que receba todos os tipos de veículos, quer viajem por terra, por mar ou por ar. Esse porto é aproximadamente como uma rede de computadores, que deve acomodar e converter as necessidades de interoperabilidade de numerosos dispositivos. Por mais complexos e díspares que sejam, esses dispositivos podem cumprir sua missão de transmitir ou receber dados de forma adequada e segura.

Sem um gerenciamento de rede adequado, em particular o uso efetivo de protocolos de rede, o caos pode ocorrer facilmente. Até mesmo os dispositivos clientes conectados ao mesmo sistema simples [como por meio de uma pequena rede local (LAN)] podem perder a capacidade de se comunicar e interagir com sucesso. Em breve, esses percalçõs podem causar problemas operacionais para a rede, podendo culminar em falhas de comunicação em grande escala.

Os protocolos de rede combatem esses problemas impondo ordem de algumas maneiras diferentes: 

• Fornecendo uma única linguagem que vários dispositivos podem usar para comunicação.

• Especificando como os dados de um sistema são preparados para transmissão, por meio do empacotamento, endereçamento, roteamento e recebimento desses dados.

• Oferecendo aprimoramentos de segurança de rede para proteger os dados contra usuários não autorizados, e ainda permitindo o fluxo de tráfego DHCP, apesar da presença de firewalls.

• Trabalhando para otimizar os serviços de rede e seu desempenho por meio de fluxo de dados regulado e priorização de informações.

• Proporcionando aos administradores uma visão clara do desempenho dos dispositivos e das configurações de rede estabelecidas.

Os protocolos de rede servem a várias finalidades. O Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), por exemplo, foi projetado para colocar a automação em movimento. As equipes empregam automação em protocolos de rede pelas mesmas razões pelas quais a automação é utilizada para o serviço: maior eficiência, processamento mais rápido e menos erros. 

Para iniciantes, a automação aumenta a eficiência ao automatizar tarefas repetitivas, de modo que processos automatizados possam ser executados de forma confiável em segundo plano, liberando, assim, os administradores de rede de ter que supervisionar essas atividades. 

Da mesma forma, a automação tem um efeito liberador na velocidade de processamento. Não é chocante saber que processos automatizados que realizam pesquisas podem acessar informações em um nível totalmente novo de velocidade quando comparados a suas contrapartes humanas que buscam endereços IP. A automação consegue alcançar esse resultado, em parte, devido ao uso do cache. Dados que são acessados repetidamente podem ser retidos em um cache, tornando-os instantaneamente acessíveis quando forem necessários novamente para pesquisas futuras. 

A automação também limita a ocorrência e os efeitos de erros e atrasos humanos nas buscas de informações. Além disso, a automação oferece outros benefícios, como ajudar na causa do aumento da escalabilidade e promover o balanceamento de cargas.

O DHCP opera com um processo chamado DORA, baseado na sigla DORA (discover, offer, request, acknowledgment - descobrir, oferecer, solicitar, reconhecer). O processo busca combinar os dispositivos do cliente com os servidores DHCP e, em seguida, atribuir endereços IP a esses dispositivos. Para alcançar esse resultado, ele se envolve com algumas trocas de mensagens.

O trabalho do DHCP começa quando um dispositivo cliente DHCP recém-conectado transmite uma mensagem de broadcast que é enviada para a rede local. Essa consulta, chamada de mensagem de descoberta, procura servidores DHCP ativos. 

Um servidor DHCP que recebe a mensagem de descoberta e tem um endereço IP disponível, então envia a oferta DHCP. O servidor DHCP notifica o cliente diretamente enviando uma mensagem ao endereço Mac do cliente. Um endereço de controle de acesso à mídia (MAC) é um número pré-atribuído de 12 dígitos atribuído a cada dispositivo físico durante sua fabricação.

Além de confirmar a disponibilidade, a oferta também inclui estas funcionalidades: 

• Um endereço IP proposto para o cliente.

• Uma máscara de sub-rede, que é um número de 32 bits que separa um endereço IP em duas partes, consistindo em uma parte de rede e uma parte de host. As máscaras de sub-rede permitem que o dispositivo faça a triagem dos destinos de roteamento, dependendo de poderem ser tratados por meio da rede local ou se precisam ser enviados a um roteador para distribuição adicional.

• Especificações sobre a duração do tempo de concessão. Sempre que uma rede DHCP atribui um endereço IP a um destino, isso é feito por um período específico. Para sites que não recebem atualizações constantes, um endereço IP estático pode ser usado. Os endereços IP estáticos não mudam, enquanto os endereços IP dinâmicos são entendidos como temporários por natureza e atribuídos por um provedor de serviços de Internet (ISP). Independentemente do formulário que você escolher, o endereço IP para de funcionar quando o período de concessão expirar, e você deverá solicitar um novo endereço IP substituto. Os tempos de concessão geralmente são mantidos temporários para ajudar a garantir que o conteúdo do site permaneça atualizado de forma adequada e regular. Um período de concessão de 24 horas é frequentemente usado como uma escolha "de facto".

• Configurações de rede, como gateway padrão e o servidor DNS. O gateway padrão é apenas o endereço IP de um roteador. A menos que outro roteamento especial seja necessário, esse roteador serve como a interface padrão que conecta esse dispositivo ao mundo em geral, por meio de outras redes, incluindo a internet. Entretanto, um servidor DNS é um computador que opera na internet que transforma nomes de domínio legíveis por humanos em sequências numéricas usadas em endereços IP. 

Neste ponto, uma oferta de DHCP já terá sido feita em resposta à mensagem de descoberta original. Também é possível (e até provável) que várias ofertas de DHCP tenham sido recebidas. Se for o caso, o dispositivo do cliente escolhe uma oferta, normalmente a primeira recebida.

O cliente confirma essa seleção emitindo uma mensagem de solicitação de DHCP que vai para todos os servidores DHCP. Essa mensagem permite que outros servidores DHCP saibam que o cliente está aceitando a alocação do endereço IP proposto, de modo que as ofertas que outros servidores emitiram possam ser sumariamente retiradas. Como um endereço IP não foi formalmente concedido, as mensagens de solicitação são transmitidas por meio do uso de endereços de transmissão. 

O reconhecimento serve como uma confirmação final da "transação" que ocorreu com sucesso. Esse resultado vem do servidor DHCP que o cliente escolheu por meio de sua mensagem de solicitação.

O servidor DHCP transmite uma mensagem de reconhecimento (ACK) que fecha a transação, renovando os termos desse acordo. Especificamente, o endereço IP e quaisquer outras informações relevantes, como o período de concessão.

O cliente configura sua interface com os detalhes recém-fornecidos, e o endereço IP fica "ativo" e se torna um endereço IP dinâmico. Agora, o dispositivo cliente pode operar totalmente e interagir de forma completa na rede DHCP.

O outro protocolo que estamos examinando principalmente neste artigo é o DNS (Domain Name System). Nomes de domínio são endereços de sites fáceis de lembrar que representam destinos popularmente conhecidos na internet (por exemplo, ibm.com). 

Os nomes de domínios são criados a partir de dois componentes: 

• Domínio de nível superior (TLD): ligeiramente ao contrário de como seu nome soa, um TLD é a última seção de um nome de domínio, não a primeira. O TLD escolhido deve refletir o objetivo geral da página. Essa é a razão pela qual sites administrados comercialmente exibem o TLD padrão ".com" para indicar que estão operando como parte de uma empresa comercial. Da mesma forma, empresas educacionais usam o TLD ".edu" e sites administrados por grupos sem fins lucrativos geralmente usam o TLD ".org". Os servidores raiz são servidores de nomes de nível superior que existem no DNS e encaminham as consultas para os servidores TLD corretos.

• Domínio de segundo nível (SLD): o SLD aparece antes do TLD dentro do nome do domínio. Esse componente indica um determinado site, nome de empresa ou organização. Em "ibm.com", por exemplo, "ibm" é o SLD e refere-se a International Business Machines (IBM®).

Toda consulta de DNS (ou solicitação de DNS) segue o mesmo processo para resolver endereços IP. Quando um usuário insere uma URL, o computador consulta os servidores DNS passo a passo para encontrar as informações e os registros de recursos necessários. O processo termina quando o servidor DNS autoritativo desse domínio fornece a resposta final.

Se você investigar o tópico de sistemas de nomes de domínio, encontrará a "analogia da lista telefônica", que equipara como o DNS funciona com as funções das listas telefônicas. O único problema é que nem todos podem entender essa referência.

Muitos usuários modernos de telefones celulares não procuraram listas telefônicas em uma lista telefônica tradicional, confiando em listas online ou assistentes digitais (como a Siri da Apple).

Desatualizada ou não, a analogia da lista telefônica ainda funciona porque captura bem as funções centrais em ação. E as pessoas que procuram diretórios online ainda estão realizando a mesma ação — estão usando uma forma eletrônica de lista telefônica para fazer pesquisas. 

O gerenciamento de endereços IP agora executa o trabalho administrativo relacionado a lidar com endereços IP e os nomes de host que podem estar associados a eles. O DNS é especializado na solução de problemas complexos de resolução de nomes que podem ocorrer e, de outra forma, exigir uma solução de problemas posterior.

Uma das principais maneiras pelas quais o DNS funciona é aumentando a velocidade da internet com caches DNS, que armazenam nomes de domínio acessados anteriormente, juntamente com os endereços IP associados a eles. Essa abordagem é usada para reduzir a necessidade de pesquisas repetidas das mesmas informações. Esses registros DNS são armazenados em caches DNS diferentes e ajudam a localizar endereços IP de forma mais fácil e rápida.

Ao contrário do método normal e automatizado de configuração de rede compatível com o DHCP, o DNS fornece um meio de configuração manual que ignora completamente a intervenção na rede. Esse método pode ser útil se um indivíduo ou organização preferir usar servidores DNS alternativos para obter desempenho personalizado ou privacidade aprimorada.

Embora tenhamos focado em dois dos protocolos de rede mais usados, outros também merecem menção: 

• TCP/IP: um protocolo importante, o conjunto TCP/IP (baseado no termo protocolo de controle de transmissão) tem tudo a ver com a entrega de dados. Os dados são transmitidos entre aplicações com pacotes de dados. O TCP garante que os pacotes sejam ordenados logicamente e verificados em busca de possíveis erros antes de serem distribuídos para aplicações da internet, como navegadores da web.

• UDP: como um tipo de alternativa ao TCP/IP, o protocolo de datagrama de usuário (UDP) é um protocolo de comunicação que as redes de computadores usam para entregar conteúdo em aplicações em tempo real. Nesse protocolo, a velocidade operacional é um requisito, como em jogos online e streaming de vídeo. O UDP usa datagramas em vez dos pacotes que o TCP/IP usa e não exige uma conexão estabelecida.

• VPN: embora não seja tecnicamente um único protocolo, a tecnologia de rede virtual privada (VPN) utiliza vários protocolos. Essa tecnologia ajuda a fornecer uma conexão Wi-Fi segura e privada entre um dispositivo cliente e uma rede remota que opera pela internet. Para garantir a privacidade, as VPNs se especializam em criptografia de dados. As VPNs geralmente funcionam com outros protocolos, como TCP e UDP.