DHCP مقابل DNS: ما الفرق؟

يُشير مصطلحا بروتوكول التهيئة الديناميكية للمضيف (DHCP) ونظام أسماء النطاقات (DNS) إلى بروتوكولات تتحكم في الشبكات.

على الرغم من أوجه التشابه، يؤدي كل منها وظائف محددة. يعمل DNS على تحويل أسماء النطاقات القابلة للقراءة من قِبَل البشر إلى عناوين IP رقمية للكمبيوتر. وفي الوقت نفسه، يعمل DHCP على أتمتة تعيين عناوين IP. 

تخيَّل ميناء شحن واحد يستقبل جميع أنواع المركبات، سواء أكانت تسير برًّا أم بحرًا أم جوًّا. يشبه ذلك الميناء تقريبًا شبكة الكمبيوتر، التي يجب أن تستوعب وتحوِّل احتياجات التشغيل البيني لمختلَف الأجهزة. مهما كانت تلك الأجهزة معقدة ومتباينة، فإنها قادرة على أداء مهمتها في إرسال أو استقبال البيانات بشكل صحيح وآمن.

ودون الإدارة المناسبة للشبكة، وبالأخص الاستخدام الفعَّال لبروتوكولات الشبكة، يمكن أن تسود الفوضى بسهولة. حتى الأجهزة العميلة المتصلة بالنظام البسيط نفسه (مثل الشبكة المحلية الصغيرة LAN) قد تفقد قدرتها على التواصل والتفاعل بنجاح. وسرعان ما يمكن أن تؤدي هذه المشكلات إلى مشكلات تشغيلية في الشبكة، وقد تنتهي حتى بانهيارات كاملة في الاتصالات.

تواجه بروتوكولات الشبكة مثل هذه المشكلات من خلال فرض النظام بعدة طرق مختلفة: 

• توفير لغة واحدة يمكن لمختلَف الأجهزة استخدامها للتواصل.

• تحديد كيفية تجهيز بيانات النظام للإرسال، عبر تغليفها وعنونتها وتوجيهها واستقبالها.

• توفير تحسينات في أمن الشبكة لحماية البيانات من المستخدمين غير المصرَّح لهم، مع الاستمرار في تمكين تدفق حركة مرور DHCP رغم وجود جدران الحماية.

• العمل على تحسين خدمات الشبكة وأدائها من خلال ضبط تدفق البيانات وإعطاء الأولوية للمعلومات.

• منح المسؤولين رؤية واضحة حول أداء الجهاز وإعدادات الشبكة المحددة.

تخدم بروتوكولات الشبكة أغراضًا مختلفة. على سبيل المثال، تم تصميم بروتوكول التهيئة الديناميكية للمضيف (DHCP) لوضع الأتمتة قيد التنفيذ. تستخدم الفرق الأتمتة في بروتوكولات الشبكة للأسباب نفسها تقريبًا التي يتم من خلالها اعتماد الأتمتة في الخدمات: زيادة الكفاءة، وتسريع المعالجة، وتقليل الأخطاء. 

في البداية، تعزز الأتمتة الكفاءة من خلال أتمتة المهام المتكررة، بحيث تعمل العمليات المؤتمتة بشكل موثوق به في الخلفية، ما يحرر مديري الشبكات من الحاجة إلى الإشراف على تلك الأنشطة. 

وعلى نحو مماثل، تُسهم الأتمتة في إطلاق العنان لسرعة المعالجة. ليس من المفاجئ أن نعلم أن العمليات المؤتمتة التي تُجري عمليات البحث يمكنها الوصول إلى المعلومات بسرعة غير مسبوقة مقارنةً بنظرائها من البشر عند البحث عن عناوين IP. تتمكّن الأتمتة من تحقيق هذه النتيجة جزئيًا بفضل استخدام التخزين المؤقت. يمكن الاحتفاظ بالبيانات التي يتم الوصول إليها بشكل متكرر في الذاكرة المؤقتة، ما يجعلها متاحة فورًا عند الحاجة إليها مرة أخرى في عمليات البحث المستقبلية. 

تقلِّل الأتمتة أيضًا من حدوث الأخطاء البشرية وآثارها، وكذلك من التأخيرات البشرية في عمليات البحث عن المعلومات. بالإضافة إلى ذلك، توفِّر الأتمتة فوائد أخرى، مثل المساعدة على تعزيز قابلية التوسع ودعم موازنة التحميل.

يعمل بروتوكول DHCP من خلال عملية تُعرَف باسم DORA، وهو اختصار لكلٍّ من Discover وOffer وRequest وAcknowledgment (الاكتشاف، والعرض، والطلب، والإقرار). تهدف العملية إلى مطابقة الأجهزة العميلة مع خوادم DHCP ثم تخصيص عناوين IP لتلك الأجهزة. لتحقيق هذه النتيجة، تدخل العملية في بعض المراسلات العامة المتبادلة.

يبدأ عمل DHCP عندما يرسل جهاز عميل DHCP جديد متصل للتو رسالة بث إلى الشبكة المحلية. يبحث هذا الاستعلام، المعروف باسم رسالة الاكتشاف، عن خوادم DHCP النشطة. 

يرسل خادم DHCP الذي يتلقى رسالة الاكتشاف ولديه عنوان IP متاح عرض DHCP. يُخطِر خادم DHCP العميل مباشرةً عن طريق إرسال رسالة إلى عنوان MAC الخاص بالعميل. عنوان التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) هو رقم مخصص مسبقًا مكون من 12 رقمًا يتم تعيينه لكل جهاز مادي أثناء تصنيعه.

بالإضافة إلى تأكيد التوفر، يشمل العرض أيضًا هذه الميزات: 

• عنوان IP المقترح للعميل.

• قناع الشبكة الفرعية، وهو رقم مكوَّن من 32 بت يفصل عنوان IP إلى جزأين: جزء خاص بالشبكة وجزء خاص بالمضيف. تمكِّن أقنعة الشبكة الفرعية الجهاز من فرز وجهات التوجيه وفقًا لما إذا كان يمكن التعامل معها عبر الشبكة المحلية أم ينبغي إرسالها إلى جهاز التوجيه لمزيد من التوزيع.

• مواصفات حول المدة الزمنية للإيجار. عندما تعيِّن شبكة DHCP عنوان IP للوجهة، يتم ذلك لفترة محددة. بالنسبة إلى مواقع الويب التي لا تتلقى تحديثات مستمرة، يمكن استخدام عنوان IP ثابت. العنوان الثابت لا يتغير، أما العنوان الديناميكي فيكون مؤقتًا بطبيعته ويتم تعيينه من قِبَل مزوِّد خدمة الإنترنت (ISP). بغض النظر عن الصيغة التي تختارها، يتوقف عنوان IP عن العمل عند انتهاء فترة التأجير، ويجب عليك طلب عنوان IP بديل جديد. غالبًا ما يتم الاحتفاظ بأوقات التأجير مؤقتة بطبيعتها للمساعدة على ضمان تحديث محتوى المواقع بشكل صحيح ومنتظم. وغالبًا ما يتم استخدام فترة إيجار مدتها 24 ساعة كخيار افتراضي فعلي.

• إعدادات الشبكة مثل البوابة الافتراضية وخادم DNS. البوابة الافتراضية هي مجرد عنوان IP لجهاز التوجيه. ما لم تكن هناك حاجة إلى توجيه خاص آخر، فإن جهاز التوجيه هذا يعمل كواجهة افتراضية تربط هذا الجهاز بالعالم بأسره - من خلال شبكات أخرى، بما في ذلك الإنترنت. في المقابل، يعمل خادم DNS كجهاز كمبيوتر على الإنترنت يحوِّل أسماء النطاقات المقروءة بشريًا إلى تسلسلات رقمية يتم استخدامها في عناوين IP. 

في هذه المرحلة، تم تقديم عرض DHCP استجابةً لرسالة الاكتشاف الأصلية. من الممكن أيضًا (بل ومن المحتمل) تلقّي عروض DHCP متعددة. إذا كان الأمر كذلك، يختار جهاز العميل عرضًا - عادةً ما يكون العرض الأول الذي يتم استلامه.

يؤكِّد العميل هذا الاختيار من خلال إرسال رسالة طلب DHCP يتم إرسالها إلى جميع خوادم DHCP. تُتيح هذه الرسالة لخوادم DHCP الأخرى معرفة أن العميل قد قبل تخصيص عنوان IP المقترح، ما يسمح بسحب العروض التي أصدرتها الخوادم الأخرى بشكل فوري. نظرًا لعدم منح عنوان IP بشكل رسمي بعد، يتم إرسال رسائل الطلب باستخدام عناوين البث. 

يُعَد الإقرار تأكيدًا نهائيًا على "المعاملة" التي تمت بنجاح. تأتي هذه النتيجة من خادم DHCP الذي اختاره العميل من خلال رسالة الطلب الخاصة به.

يُرسل خادم DHCP رسالة إقرار (ACK) تُنهي المعاملة من خلال إعادة تأكيد شروط هذا الاتفاق. على وجه التحديد، عنوان IP وأي تفاصيل أخرى ذات صلة، مثل فترة الإيجار.

يعمل العميل على إعداد واجهته بالتفاصيل الجديدة، ليصبح عنوانIP نشطًا ويصبح عنوانًا ديناميكيًا. الآن أصبح بإمكان جهاز العميل العمل بشكل كامل والتفاعل بشكل جيد داخل شبكة DHCP.

البروتوكول الآخر الذي ندرسه بشكل أساسي في هذه المقالة هو نظام اسم النطاقات (DNS). أسماء النطاقات هي عناوين مواقع ويب سهلة التذكر تمثِّل وجهات إنترنت معروفة على نطاق واسع (على سبيل المثال، ibm.com). 

وهي مبنية من عنصرين: 

• نطاق المستوى الأعلى (TLD): خلافًا لما يُوحي به اسمه، فإن TLD هو القسم الأخير من اسم النطاق وليس الأول. يجب أن يعكس TLD المختار الهدف العام للصفحة. لهذا السبب تعرض المواقع التجارية عادةً النطاق الأعلى القياسي “.com” للدلالة على أنها تعمل كجزء من مؤسسة تجارية. بالمثل، تستخدم المؤسسات التعليمية النطاق الأعلى “.edu”، والمواقع التي تُديرها الجهات غير الربحية غالبًا النطاق الأعلى “.org”. خوادم الجذر هي خوادم أسماء على المستوى الأعلى موجودة ضمن DNS، وتوجِّه الاستعلامات إلى خوادم النطاق الأعلى الصحيحة.

• نطاق المستوى الثاني (SLD): يظهر SLD قبل TLD في اسم النطاق. يُشير هذا العنصر إلى موقع ويب معين أو اسم شركة أو مؤسسة. في “ibm.com”، على سبيل المثال، “ibm” هو SLD ويُشير إلى “International Business Machines” ‏(®IBM).

كل استعلام DNS (أو طلب DNS) يتَّبِع العملية نفسها لحل عناوين IP. عندما يُدخل المستخدم عنوان URL، يستعلم جهاز الكمبيوتر من خوادم DNS خطوة بخطوة للعثور على المعلومات الضرورية وسجلات الموارد. تنتهي العملية عندما يوفر خادم DNS الموثوق به لهذا النطاق الإجابة النهائية.

إذا بحثت في موضوع أنظمة أسماء النطاقات، ستصادف "تشبيه دفتر الهاتف"، الذي يقارن طريقة عمل DNS بوظائف دفاتر الهاتف. المشكلة الوحيدة هي أن هذا التشبيه قد لا يكون مفهومًا للجميع.

لم يبحث العديد من مستخدمي الهواتف المحمولة في العصر الحديث عن قوائم الهواتف باستخدام دليل الهاتف التقليدي، بل يعتمدون بدلًا من ذلك على القوائم عبر الإنترنت أو المساعدين الرقميين (مثل Siri من Apple).

سواء أكان قديمًا أم لا، يظل تشبيه دفتر الهاتف صالحًا؛ لأنه يوضِّح بشكل جيد الوظائف الأساسية التي يؤديها النظام. وما زال الأشخاص الذين يستخدمون الأدلة الإلكترونية يفعلون الأمر نفسه، فهم يستعينون بصورة إلكترونية لدفتر الهاتف لإجراء عمليات البحث. 

أصبحت إدارة عناوين IP تتولى الآن الأعمال الإدارية المرتبطة بالتعامل مع عناوين IP وأسماء المضيفين المرتبطة بها. يتخصص DNS في حل مشكلات تحويل الأسماء المعقدة التي قد تحدث والتي قد تتطلب فيما بعد استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

تتمثل إحدى الطرق الأساسية التي يعمل بها DNS في زيادة سرعة الإنترنت باستخدام ذاكرات التخزين المؤقت لنظام DNS، والتي تحتفظ بأسماء النطاقات التي تم الوصول إليها مسبقًا، مع عناوين IP المرتبطة بها. يتم استخدام هذا النهج لتقليل الحاجة إلى عمليات البحث المتكررة للمعلومات نفسها. يتم تخزين سجلات DNS هذه في ذاكرات DNS المؤقتة المختلفة، وتساعد على تحديد عناوين IP بسهولة وسرعة أكبر.

على عكس الطريقة العادية المؤتمتة لتكوين الشبكة المدعومة بواسطة DHCP، يوفر DNS وسيلة للتكوين اليدوي تتجاوز التدخل الشبكي بالكامل. يمكن أن تكون هذه الطريقة مفيدة إذا كان الفرد أو المؤسسة تفضِّل استخدام خوادم DNS البديلة للحصول على أداء مخصص أو خصوصية محسَّنة.

على الرغم من تركيزنا على اثنين من أكثر بروتوكولات الشبكة استخدامًا، فإن هناك بروتوكولات أخرى تستحق الذكر أيضًا، ومنها: 

• بروتوكول TCP/IP: يُعَد TCP/IP مجموعة بروتوكولات رئيسية (مستندة إلى مصطلح بروتوكول التحكم في الإرسال) وتركِّز بالكامل على توصيل البيانات. يتم نقل البيانات بين التطبيقات باستخدام حِزَم البيانات. يضمن TCP ترتيب الحزم بشكل منطقي وفحصها للكشف عن الأخطاء المحتملة قبل توزيعها على تطبيقات الإنترنت، مثل متصفحات الويب.

• UDP: كنوع بديل لبروتوكول TCP/IP، يُعَد بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP) بروتوكول اتصال تستخدمه شبكات الكمبيوتر لتوصيل المحتوى في التطبيقات الفورية. في هذا البروتوكول، تُعَد السرعة التشغيلية شرطًا أساسيًا، كما هو الحال في الألعاب عبر الإنترنت وبث الفيديو. يستخدم UDP مخططات البيانات بدلًا من الحِزَم التي يستخدمها TCP/IP ولا يتطلب أي اتصال محدد.

• الشبكة الخاصة الافتراضية (VPN): على الرغم من أنها ليست بروتوكولًا واحدًا تقنيًا، فإن تقنية الشبكة الخاصة الافتراضية تستخدم عدة بروتوكولات. تساعد هذه التقنية على توفير اتصال واي فاي آمن وخاص بين جهاز العميل وشبكة بعيدة تعمل من خلال الإنترنت. ولضمان الخصوصية، تتخصص شبكات VPN في تشفير البيانات. غالبًا ما تعمل شبكات VPN مع بروتوكولات أخرى مثل TCP وUDP.