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dhcp原理及其實現(xiàn)流程

2018年03月06日 18:03 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0
關(guān)鍵字:DHCP(19123)

  一、什么是DHCP?

  DHCP,動態(tài)主機配置協(xié)議,前身是BOOTP協(xié)議,是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,使用UDP協(xié)議工作,常用的2個端口:67(DHCP server),68(DHCP client)。DHCP通常被用于局域網(wǎng)環(huán)境,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使client動態(tài)的獲得IP地址、Gateway地址、DNS服務(wù)器地址等信息,并能夠提升地址的使用率。簡單來說,DHCP就是一個不需要賬號密碼登錄的、自動給內(nèi)網(wǎng)機器分配IP地址等信息的協(xié)議。

  

  二、DHCP的功能

  1、保證任何IP地址在同一時刻只能由一臺DHCP客戶機所使用。

  2、DHCP應(yīng)當可以給用戶分配永久固定的IP地址。

  3、DHCP應(yīng)當可以同用其他方法獲得IP地址的主機共存(如手工配置IP地址的主機)

  4、DHCP服務(wù)器應(yīng)當向現(xiàn)有的BOOTP客戶端提供服務(wù)。

  三、DHCP原理

  dhcp原理及其實現(xiàn)流程

  DHCP請求IP地址的過程如下:

  1)主機發(fā)送DHCPDISCOVER廣播包在網(wǎng)絡(luò)上尋找DHCP服務(wù)器;

  2)DHCP服務(wù)器向主機發(fā)送DHCPOFFER單播數(shù)據(jù)包,包含IP地址、MAC地址、域名信息以及地址租期;

  3)主機發(fā)送DHCPREQUEST廣播包,正式向服務(wù)器請求分配已提供的IP地址;

  4)DHCP服務(wù)器向主機發(fā)送DHCPACK單播包,確認主機的請求

  需要說明的是:DHCP客戶端可以接收到多個DHCP服務(wù)器的DHCPOFFER數(shù)據(jù)包,然后可能接受任何一個DHCPOFFER數(shù)據(jù)包,但客戶端通常只接受收到的第一個DHCPOFFER數(shù)據(jù)包。另外,DHCP服務(wù)器DHCPOFFER中指定[1] 的地址不一定為最終分配的地址,通常情況下,DHCP服務(wù)器會保留該地址直到客戶端發(fā)出正式請求。

  正式請求DHCP服務(wù)器分配地址DHCPREQUEST采用廣播包,是為了讓其它所有發(fā)送DHCPOFFER數(shù)據(jù)包的DHCP服務(wù)器也能夠接收到該數(shù)據(jù)包,然后釋放已經(jīng)OFFER(預(yù)分配)給客戶端的IP地址。

  如果發(fā)送給DHCP客戶端的地址已經(jīng)被其他DHCP客戶端使用,客戶端會向服務(wù)器發(fā)送DHCPDECLINE信息包拒絕接受已經(jīng)分配的地址信息。

  在協(xié)商過程中,如果DHCP客戶端發(fā)送的REQUEST消息中的地址信息不正確,如客戶端已經(jīng)遷移到新的子網(wǎng)或者租約已經(jīng)過期,DHCP服務(wù)器會發(fā)送DHCPNAK消息給DHCP客戶 端,讓客戶端重新發(fā)起地址請求過程。

  四、DHCP的優(yōu)缺點

  DHCP服務(wù)優(yōu)點不少:網(wǎng)絡(luò)管理員可以驗證IP地址和其它配置參數(shù),而不用去檢查每個主機;DHCP不會同時租借相同的IP地址給兩臺主機;DHCP管理員可以約束特定的計算機使用特定的IP地址;可以為每個DHCP作用域設(shè)置很多選項;客戶機在不同子網(wǎng)間移動時不需要重新設(shè)置IP地址。

  但同時也存在不少缺點:DHCP不能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上非DHCP客戶機已經(jīng)在使用的IP地址;當網(wǎng)絡(luò)上存在多個DHCP服務(wù)器時,一個DHCP服務(wù)器不能查出已被其它服務(wù)器租出去的IP地址;DHCP服務(wù)器不能跨路由器與客戶機通信,除非路由器允許BOOTP轉(zhuǎn)發(fā)。

  dhcp原理及其實現(xiàn)流程

  五、dhcp實現(xiàn)流程

  1、發(fā)現(xiàn)階段,即DHCP客戶機尋找DHCP服務(wù)器的階段。DHCP客戶機以廣播方式(因為DHCP服務(wù)器的IP地址對于客戶機來說是未知的)發(fā)送DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息來尋找DHCP服務(wù)器,即向地址255.255.255.255發(fā)送特定的廣播信息。網(wǎng)絡(luò)上每一臺安裝了TCP/IP協(xié)議的主機都會接收到這種廣播信息,但只有DHCP服務(wù)器才會做出響應(yīng)。

  dhcp原理及其實現(xiàn)流程

  2、提供階段,即DHCP服務(wù)器提供IP地址的階段。在網(wǎng)絡(luò)中接收到DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息的DHCP服務(wù)器都會做出響應(yīng),它從尚未出租的IP地址中挑選一個分配給DHCP客戶機,向DHCP客戶機發(fā)送一個包含出租的IP地址和其他設(shè)置的DHCP offer提供信息。

  dhcp原理及其實現(xiàn)流程

  3、選擇階段,即DHCP客戶機選擇某臺DHCP服務(wù)器提供的IP地址的階段。如果有多臺DHCP服務(wù)器向DHCP客戶機發(fā)來的DHCP offer提供信息,則DHCP客戶機只接受第一個收到的DHCP offer提供信息,然后它就以廣播方式回答一個DHCP request請求信息,該信息中包含向它所選定的DHCP服務(wù)器請求IP地址的內(nèi)容。之所以要以廣播方式回答,是為了通知所有的DHCP服務(wù)器,他將選擇某臺DHCP服務(wù)器所提供的IP地址。

  dhcp原理及其實現(xiàn)流程

  4、確認階段,即DHCP服務(wù)器確認所提供的IP地址的階段。當DHCP服務(wù)器收到DHCP客戶機回答的DHCP request請求信息之后,它便向DHCP客戶機發(fā)送一個包含它所提供的IP地址和其他設(shè)置的DHCP ack確認信息,告訴DHCP客戶機可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客戶機便將其TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)卡綁定,另外,除DHCP客戶機選中的服務(wù)器外,其他的DHCP服務(wù)器都將收回曾提供的IP地址。

  dhcp原理及其實現(xiàn)流程

  5、重新登錄。以后DHCP客戶機每次重新登錄網(wǎng)絡(luò)時,就不需要再發(fā)送DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息了,而是直接發(fā)送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當DHCP服務(wù)器收到這一信息后,它會嘗試讓DHCP客戶機繼續(xù)使用原來的IP地址,并回答一個DHCP ack確認信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機使用時(比如此IP地址已分配給其它DHCP客戶機使用),則DHCP服務(wù)器給DHCP客戶機回答一個DHCP nack否認信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCP nack否認信息后,它就必須重新發(fā)送DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息來請求新的IP地址。

  6、更新租約。DHCP服務(wù)器向DHCP客戶機出租的IP地址一般都有一個租借期限,期滿后DHCP服務(wù)器便會收回出租的IP地址。如果DHCP客戶機要延長其IP租約,則必須更新其IP租約。DHCP客戶機啟動時和IP租約期限過一半時,DHCP客戶機都會自動向DHCP服務(wù)器發(fā)送更新其IP租約的信息。

  為了便于理解,我們把DHCP客戶機比做餐館里的客人,DHCP服務(wù)器比做服務(wù)員(一個餐館里也可以有多個服務(wù)員),IP地址比做客戶需要的食物。那么可以這樣描述整個過程:客人走進餐館,問:“有沒有服務(wù)員???”(DHCP discover),多個服務(wù)員同時回答:“有,我這有雞翅”“有,我這有漢堡”(DHCP offer)??腿苏f:“好吧,我要一份漢堡”(DHCP request,這個客人比較死板,總是選擇第一次聽到的食物),端著漢堡的服務(wù)員回應(yīng)了一聲:“來啦”(DHCP ack),并把食物端到客人面前,供其享用(將網(wǎng)卡和IP地址綁定)??腿讼麓蝸淼臅r候,就直接找上次那個服務(wù)員點自己喜歡的漢堡了(DHCP request),如果還有漢堡,服務(wù)員會再次確認并上菜(DHCP ack),而如果已經(jīng)賣完了,服務(wù)員則會告訴客人:“不好意思,已經(jīng)賣完了”(DHCP nack)。當然,服務(wù)員隔一段時間會來收拾一次桌子,除非客人特別說明這菜還要繼續(xù)吃的,服務(wù)員會將剩菜端走。

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( 發(fā)表人:陳翠 )

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