DHCP e DNS: qual è la differenza?

Le denominazioni Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) e DNS (Domain Name System) si riferiscono ai protocolli che regolano le reti.

Nonostante le somiglianze, ciascuno svolge funzioni specifiche. Il DNS converte i nomi di dominio leggibili dall'uomo in indirizzi IP numerici per computer. Nel frattempo, il DHCP automatizza l'assegnazione degli indirizzi IP. 

Immagina un unico porto di spedizione che accolga tutti i tipi di veicoli, siano essi terrestri, marittimi o aerei. Quella porta è più o meno come una rete di computer che deve soddisfare e convertire le esigenze di interoperabilità di numerosi dispositivi. Non importa quanto siano complessi e eterogenei: questi dispositivi possono adempiere alla loro missione di trasmettere o ricevere dati in modo corretto e sicuro.

Senza un'adeguata gestione della rete, in particolare l'uso efficace dei protocolli di rete, scoppierebbe il caos. Anche i dispositivi client connessi allo stesso sistema semplice (ad esempio tramite una piccola rete locale o LAN) possono perdere la capacità di comunicare e interagire correttamente. Questi problemi possono causare problemi operativi alla rete e perfino culminare in interruzioni di comunicazione su vasta scala.

I protocolli di rete contrastano tali problemi imponendo l'ordine in diversi modi: 

• Fornendo un unico linguaggio che vari dispositivi possano utilizzare per comunicare.

• Specificando in che modo i dati di un sistema vengono predisposti per la trasmissione, dalla preparazione all'invio, fino all'instradamento e alla ricezione.

• Offrendo miglioramenti della sicurezza di rete per proteggere i dati dagli utenti non autorizzati, pur consentendo il flusso di traffico DHCP nonostante la presenza di firewall.

• Lavorando per ottimizzare i servizi di rete e le loro prestazioni attraverso un flusso di dati regolamentato e la definizione della priorità delle informazioni.

• Offrendo agli amministratori una visione chiara delle prestazioni del dispositivo e delle impostazioni di rete stabilite.

I protocolli di rete servono a vari scopi. Il Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), ad esempio, è stato progettato per mettere in moto l'automazione. I team utilizzano l'automazione nei protocolli di rete per la maggior parte dei motivi per cui l'automazione viene utilizzata per l'assistenza: maggiore efficienza, elaborazione più rapida e meno errori. 

Per prima cosa, l'automazione aumenta l'efficienza automatizzando le attività ripetitive, in modo che i processi automatizzati possano essere eseguiti in modo affidabile in background, liberando così gli amministratori di rete dal compito di dover supervisionare tali attività. 

Allo stesso modo, l'automazione libera anche la velocità di elaborazione. Non sorprende infatti che i processi automatici che effettuano ricerche possono accedere alle informazioni a un livello di velocità completamente nuovo rispetto alle controparti umane che cercano gli indirizzi IP. L'automazione è in grado di raggiungere questo risultato in parte anche grazie all'uso della cache. I dati a cui si accede ripetutamente possono essere archiviati in una cache, rendendoli immediatamente accessibili quando sono nuovamente necessari per le ricerche future. 

L'automazione limita anche gli errori umani e i loro effetti, nonché ritardi nella ricerca di informazioni. Inoltre, offre altri vantaggi, come creare una maggiore scalabilità e promuovere il bilanciamento del carico.

Il DHCP funziona con un processo chiamato DORA, acronimo che sta per Discover, Offer, Request, Acknowledgment (scoperta, offerta, richiesta, riconoscimento). Il processo cerca di abbinare i dispositivi client ai server DHCP e quindi di assegnarvi gli indirizzi IP. Per raggiungere questo risultato, effettua una sorta di scambio di messaggi generici.

Il lavoro del DHCP inizia quando un dispositivo client DHCP appena connesso trasmette un messaggio che viene inviato alla rete locale. Questa query, denominata messaggio Discover, consente di cercare i server DHCP attivi. 

Un server DHCP che riceve il messaggio Discover e dispone di un indirizzo IP disponibile invia quindi l'Offerta DHCP. Il server DHCP invia una notifica diretta al client inviando un messaggio all'indirizzo MAC del client. Un indirizzo MAC (Media Access Control) è un numero pre-assegnato di 12 cifre assegnato a ciascun dispositivo fisico in fase di produzione.

Oltre a confermare la disponibilità, l'Offerta include anche queste caratteristiche: 

• Un indirizzo IP proposto per il client.

• Una maschera di sottorete, ovvero un numero a 32 bit che separa un indirizzo IP in due parti, costituite da una parte di rete e da una parte host. Le maschere di sottorete consentono al dispositivo di classificare le destinazioni di routing a seconda che possano essere gestite attraverso la rete locale o debbano essere inviate a un router per un'ulteriore distribuzione.

• Specifiche sulla durata del periodo di locazione. Ogni volta che una rete DHCP assegna un indirizzo IP a una destinazione, lo fa per un periodo specifico. Per i siti web che non ricevono aggiornamenti costanti, è possibile utilizzare un indirizzo IP statico. Gli indirizzi IP statici non cambiano, mentre quelli dinamici sono considerati di natura temporanea e assegnati da un provider di servizi internet (ISP). Indipendentemente dalla forma scelta, l'indirizzo IP smette di funzionare quando scade il periodo di leasing ed è necessario richiedere un indirizzo IP sostitutivo. I tempi di locazione sono spesso mantenuti di natura temporanea per garantire che i contenuti del sito web rimangano aggiornati in modo corretto e regolare. Solitamente viene scelto un periodo di locazione di 24 ore.

• Impostazioni di rete come il gateway predefinito e il server DNS. Il gateway predefinito è solo l'indirizzo IP di un router. A meno che non sia necessario un altro routing speciale, quel router funge da interfaccia predefinita che connette quel dispositivo con il mondo attraverso altre reti, fra cui internet. Nel frattempo, un server DNS è un computer che opera su internet che trasforma i nomi di dominio leggibili dall'uomo in sequenze numeriche utilizzate negli indirizzi IP. 

A questo punto, è stata fatta un'Offerta DHCP in risposta al messaggio Discover originale. È anche possibile (e persino probabile) che siano state ricevute più Offerte DHCP. In tal caso, il dispositivo client sceglie un'Offerta, in genere la prima ricevuta.

Il client conferma questa selezione emettendo un messaggio di Richiesta DHCP che viene inviato a tutti i server DHCP. Questo messaggio fa sapere agli altri server DHCP che il client sta accettando l'allocazione dell'indirizzo IP proposta, quindi le Offerte emesse da altri server possono essere ritirate sommariamente. Poiché un indirizzo IP non è stato formalmente concesso, i messaggi di Richiesta vengono trasmessi utilizzando indirizzi di broadcast. 

Il Riconoscimento serve come conferma finale della "transazione" avvenuta con successo. Questo risultato proviene dal server DHCP che il cliente ha scelto tramite il messaggio di Richiesta.

Il server DHCP trasmette un messaggio di Riconoscimento (ACK) che chiude la transazione riaffermando i termini dell'accordo e, in particolare, l'indirizzo IP e qualsiasi altro dettaglio rilevante, come il periodo di locazione.

Il client configura la sua interfaccia con i nuovi dati forniti: l'indirizzo IP si "attiva" e diventa un indirizzo IP dinamico. Ora il dispositivo client può funzionare completamente e interagire in modo efficiente all'interno della rete DHCP.

L'altro protocollo che stiamo esaminando principalmente in questo articolo è il DNS (Domain Name System). I nomi di dominio sono indirizzi di siti web facili da ricordare che rappresentano destinazioni internet comunemente note (ad esempio, ibm.com). 

I nomi di dominio sono costituiti da due componenti: 

• Dominio di primo livello (TLD): in modo un po' controintuitivo, un TLD è l' ultima sezione di un nome di dominio, non la prima. Il TLD scelto deve riflettere l'obiettivo generale della pagina. Questo è il motivo per cui i siti web gestiti commercialmente mostrano il TLD standard ".com" per indicare che operano come parte di un'impresa commerciale. Allo stesso token, le imprese educative utilizzano il TLD ".edu" e i siti web gestiti da gruppi senza scopo di lucro di solito portano il TLD ".org". I root server sono nameserver di primo livello che esistono all'interno del DNS e indirizzano le query ai server TLD corretti.

• Dominio di secondo livello (SLD): un SLD viene mostrato prima del TLD, all'interno del nome di dominio. Questo componente indica un particolare sito web o il nome di una società o organizzazione. In "ibm.com", ad esempio, "ibm" è l'SLD e sta per International Business Machines (IBM®).

Ogni query DNS (o richiesta DNS) segue lo stesso processo per risolvere gli indirizzi IP. Quando un utente immette un URL, il computer interroga i server DNS passo dopo passo per trovare le informazioni e i record di risorse necessari. Il processo termina quando l'authoritative DNS per quel dominio fornisce la risposta finale.

Se hai studiato i sistemi di nomi di dominio, ricorderai l'analogia dell'"elenco del telefono", che identifica il funzionamento del DNS con le funzioni degli elenchi telefonici. Il problema è che non tutti potrebbero capire questo riferimento.

Molti utenti moderni di telefoni cellulari non hanno mai dovuto cercare i numeri negli elenchi cartacei con una rubrica telefonica tradizionale, affidandosi invece a elenchi online o ad assistenti digitali (come Siri di Apple).

Datata o no, l'analogia dell'elenco del telefono funziona ancora perché spiega bene le funzioni principali in gioco. Dopotutto, le persone che consultano le directory online eseguono ancora la stessa azione: utilizzano un formato elettronico di elenco telefonico per eseguire le ricerche. 

La gestione degli indirizzi IP ora esegue il lavoro amministrativo relativo alla gestione degli indirizzi IP e dei nomi host ad essi associati. Il DNS è specializzato nella risoluzione di problemi complessi di risoluzione dei nomi che potrebbero altrimenti richiedere una successiva risoluzione dei problemi.

Uno dei modi principali in cui funziona il DNS è aumentare la velocità di internet con cache DNS, che memorizzano i nomi di dominio a cui si ha già avuto accesso, insieme agli indirizzi IP ad essi associati. Questo approccio viene utilizzato per ridurre la necessità di ricerche ripetute delle stesse informazioni. Questi record DNS sono memorizzati in diverse cache DNS e aiutano a localizzare gli indirizzi IP in modo più facile e rapido.

A differenza del normale metodo automatizzato di configurazione della rete supportato da DHCP, il DNS fornisce un mezzo per la configurazione manuale che ignora completamente l'intervento della rete. Può essere utile se un individuo o un'organizzazione preferisce utilizzare server DNS alternativi per ottenere prestazioni personalizzate o una maggiore privacy.

Sebbene ci siamo concentrati su due dei protocolli di rete più utilizzati, anche altri meritano di essere menzionati: 

• TCP/IP: la suite TCP/IP (basata sul termine protocollo di controllo della trasmissione) è un protocollo importante incentrato sulla trasmissione dei dati. I dati vengono trasmessi tra applicazioni con pacchetti di dati. Il TCP garantisce che i pacchetti siano ordinati in modo logico e controllati per potenziali errori prima di essere distribuiti alle applicazioni internet, come i browser web.

• UDP: come alternativa TCP/IP, UDP (User Datagram Protocol) è un protocollo di comunicazione utilizzato dalle reti di computer per distribuire contenuti in applicazioni in tempo reale. In questo protocollo, la velocità operativa è un requisito in applicazioni come il gioco online e lo streaming video. UDP utilizza i datagrammi invece dei pacchetti TCP/IP e non richiede alcuna connessione stabilita.

• VPN: sebbene tecnicamente non sia un protocollo unico, la tecnologia delle reti private virtuali (VPN) utilizza vari protocolli. Aiuta a fornire una connessione wifi sicura e privata tra un dispositivo client e una rete remota che opera tramite internet. Per garantire la privacy, le VPN sono specializzate nella crittografia dei dati. Le VPN spesso funzionano con altri protocolli come TCP e UDP.