第10章 引導(dǎo)協(xié)議與動態(tài)主機(jī)配置

1、10.4 DHCP基本概念基本概念 10.5 DHCP運行方式運行方式 10.6 DHCP/BOOTP中繼代理中繼代理 10.4 DHCP基本概念基本概念 動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP是在是在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)上使客戶機(jī)獲得配置信息的協(xié)議。使客戶機(jī)獲得配置信息的協(xié)議。 圖圖10-3 表示典型表示典型DHCP網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。 DHCP 服務(wù)器服務(wù)器 本地網(wǎng)絡(luò)本地網(wǎng)絡(luò) DHCP 客戶機(jī)客戶機(jī) B DHCP 客戶機(jī)客戶機(jī) C DHCP 客戶機(jī)客戶機(jī) A IP 地址數(shù)據(jù)庫地址數(shù)據(jù)庫 圖圖 1010- -3 3 典型典型 DHCPDHCP 網(wǎng)絡(luò)組成部分網(wǎng)絡(luò)組成部分 額外的額外的DHCP選項：

2、選項： 1 DHCPDISCOVER客戶客戶服務(wù)器服務(wù)器 2 DHCPOFFER服務(wù)器服務(wù)器客戶客戶 3 DHCPREQUEST客戶客戶服務(wù)器服務(wù)器 4 DHCPDECLINE客戶客戶服務(wù)器服務(wù)器 5 DHCPACK服務(wù)器服務(wù)器客戶客戶 6 DHCPNAK服務(wù)器服務(wù)器客戶客戶 7 DHCPRELEASE客戶客戶服務(wù)器服務(wù)器 8 DHCPINFORM客戶客戶服務(wù)器服務(wù)器 使用使用DHCP的的好處好處： 1安全而可靠安全而可靠的設(shè)置的設(shè)置 DHCP避免了因手工設(shè)置避免了因手工設(shè)置IP地址及子網(wǎng)掩碼地址及子網(wǎng)掩碼所產(chǎn)生的錯誤，同時也避免了把一個所產(chǎn)生的錯誤，同時也避免了把一個IP地址分地址分配給多臺

3、工作站所造成的地址沖突。配給多臺工作站所造成的地址沖突。 2降低了管理降低了管理IP地址設(shè)置的負(fù)擔(dān)地址設(shè)置的負(fù)擔(dān) 使用使用DHCP服務(wù)器大大服務(wù)器大大縮短縮短了配置或重新配置了配置或重新配置網(wǎng)絡(luò)中工作站所花費的時間，通過對網(wǎng)絡(luò)中工作站所花費的時間，通過對DHCP服服務(wù)器的設(shè)置可靈活的設(shè)置地址的租期。務(wù)器的設(shè)置可靈活的設(shè)置地址的租期。DHCP地址租約的更新過程將有助于確定哪個地址租約的更新過程將有助于確定哪個客戶的設(shè)置需要經(jīng)常更新，且這些變更由客客戶的設(shè)置需要經(jīng)常更新，且這些變更由客戶機(jī)與戶機(jī)與DHCP服務(wù)器服務(wù)器自動完成自動完成，無需網(wǎng)絡(luò)管理，無需網(wǎng)絡(luò)管理員人工干預(yù)。員人工干預(yù)。 返回返回10

4、.5 DHCP運行方式運行方式1DHCP客戶機(jī)運行機(jī)制客戶機(jī)運行機(jī)制 所有支持所有支持DHCP協(xié)議并能夠發(fā)起協(xié)議并能夠發(fā)起DHCP過程的過程的終端都稱之為終端都稱之為DHCP客戶機(jī)客戶機(jī)。DHCP客戶機(jī)自客戶機(jī)自己必須能夠發(fā)出己必須能夠發(fā)出DHCPDISCOVER、DHCPREQUEST、DHCPDECLINE等報文。等報文。 DHCP客戶機(jī)客戶機(jī)運行狀態(tài)圖運行狀態(tài)圖如圖所示。如圖所示。 當(dāng)當(dāng)DHCP客戶機(jī)處于客戶機(jī)處于初始化狀態(tài)初始化狀態(tài)即還沒有獲即還沒有獲取取IP地址的狀態(tài)時，地址的狀態(tài)時，DHCP客戶機(jī)將會發(fā)出客戶機(jī)將會發(fā)出一個一個廣播的廣播的DHCPDISCOVER報文，從而開報文，從

5、而開始始DHCP過程。過程。 INIT SELECTING -/Send DHCPDISCOVER DHCPOFFER/ Collect replies REQUESTING DHCPACK (not accpt.)/ Send DHCPDECLINE Select offer/ Send DHCPREQUEST DHCPNAK/ Discard offer BOUND DHCPACK/ Record lease, Set timers T1,T2 DHCPOFFER/ Discard INIT-REBOOT REBOOTING DHCPNAK/ Restart -/Send DHCPREQU

6、EST DHCPACK/ Record lease, Set timers T1,T2 DHCPOFFER,DHCPACK,DHCPNAK/ Discard REBINDING RENEWING DHCPACK/ Record lease, Set timers T1,T2 DHCPACK/ Record lease, Set timers T1,T2 T1 Expires/Send DHCPREQUEST to leasing server Record lease, Set timers T1,T2 T2 Expires/Broadcast DHCPREQUEST DHCPNAK/ Hal

7、t network DHCPNAK, Lease expired/Halt network Leasecelled/ DHCPRELEASE 圖 10-5 DHCP 客戶機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 當(dāng)客戶機(jī)第一次啟動時它進(jìn)入初始化狀態(tài)當(dāng)客戶機(jī)第一次啟動時它進(jìn)入初始化狀態(tài)INIT。為了開始獲取一個。為了開始獲取一個IP地址，客戶機(jī)先地址，客戶機(jī)先廣播一個廣播一個DHCPDISCOVER報文并轉(zhuǎn)移到報文并轉(zhuǎn)移到SELECTING選擇狀態(tài)選擇狀態(tài)。由于協(xié)議是對由于協(xié)議是對BOOTP的擴(kuò)充，客戶機(jī)在一個的擴(kuò)充，客戶機(jī)在一個UDP數(shù)據(jù)報中發(fā)送數(shù)據(jù)報中發(fā)送DHCPDISCOVER報文，報文，UDP數(shù)據(jù)報中數(shù)據(jù)報中目的端

8、口目的端口設(shè)為設(shè)為BOOTP端口即端口即端端口口67。本地網(wǎng)上所有本地網(wǎng)上所有DHCP服務(wù)器接收報文，那些被服務(wù)器接收報文，那些被設(shè)計成能響應(yīng)特定客戶機(jī)的服務(wù)器發(fā)送設(shè)計成能響應(yīng)特定客戶機(jī)的服務(wù)器發(fā)送DHCPOFFER報文報文。因此客戶機(jī)可能收到零。因此客戶機(jī)可能收到零個或多個響應(yīng)（個或多個響應(yīng)（DHCPOFFER）。）。處于處于SELECTING狀態(tài)狀態(tài)時，客戶機(jī)從時，客戶機(jī)從DHCP服服務(wù)器務(wù)器收集收集DHCPOFFER響應(yīng)響應(yīng)。每個響應(yīng)提供。每個響應(yīng)提供了用于客戶機(jī)的配置信息，還有服務(wù)器可提了用于客戶機(jī)的配置信息，還有服務(wù)器可提供租用給客戶機(jī)的一個供租用給客戶機(jī)的一個IP地址?？蛻魴C(jī)必須地

9、址?？蛻魴C(jī)必須選擇其中一個響應(yīng)如第一個到達(dá)的響應(yīng)，并選擇其中一個響應(yīng)如第一個到達(dá)的響應(yīng)，并與服務(wù)器協(xié)商租用。與服務(wù)器協(xié)商租用。為 此 客 戶 機(jī) 發(fā) 送 給 服 務(wù) 器 一 個為 此 客 戶 機(jī) 發(fā) 送 給 服 務(wù) 器 一 個DHCPREQUEST報文報文，并進(jìn)入，并進(jìn)入請求狀態(tài)請求狀態(tài)。服務(wù)器為確認(rèn)已接受請求并開始租用，服務(wù)服務(wù)器為確認(rèn)已接受請求并開始租用，服務(wù)器響應(yīng)發(fā)出一個器響應(yīng)發(fā)出一個DHCPACK報文報文?？蛻魴C(jī)收到?？蛻魴C(jī)收到確認(rèn)后轉(zhuǎn)移到確認(rèn)后轉(zhuǎn)移到BOUND已綁定狀態(tài)已綁定狀態(tài)，此時客戶，此時客戶機(jī)可開始使用此地址。機(jī)可開始使用此地址。 DHCP 客戶機(jī)更新租約客戶機(jī)更新租約的過程

10、：的過程：在客戶機(jī)在客戶機(jī)租期達(dá)到租期達(dá)到T1(50%)時，客戶機(jī)需要更新時，客戶機(jī)需要更新租約。租約。1. 客戶機(jī)客戶機(jī)直接直接向提供租約的服務(wù)器向提供租約的服務(wù)器發(fā)送請求發(fā)送請求，要求更新及延長現(xiàn)有地址的租約。要求更新及延長現(xiàn)有地址的租約。2 . 如 果如 果 D H C P 服 務(wù) 器 收 到 請 求 ， 它 發(fā) 送服 務(wù) 器 收 到 請 求 ， 它 發(fā) 送 DHCPACK給客戶機(jī)，更新客戶機(jī)的租約。給客戶機(jī)，更新客戶機(jī)的租約。3. 如果客戶機(jī)無法與提供租約的服務(wù)器取得聯(lián)如果客戶機(jī)無法與提供租約的服務(wù)器取得聯(lián)系，則客戶機(jī)一直等到系，則客戶機(jī)一直等到租期達(dá)到租期達(dá)到T2(87.5%)時，時

11、，客戶機(jī)進(jìn)入到一種重新申請的狀態(tài)，它向網(wǎng)客戶機(jī)進(jìn)入到一種重新申請的狀態(tài)，它向網(wǎng)絡(luò) 上絡(luò) 上 所 有 的所 有 的 D H C P 服 務(wù) 器服 務(wù) 器 廣 播廣 播DHCPREQUEST以更新現(xiàn)有的地址租約。以更新現(xiàn)有的地址租約。4. 4. 如有服務(wù)器響應(yīng)客戶機(jī)的請求，那么如有服務(wù)器響應(yīng)客戶機(jī)的請求，那么客戶機(jī)使用該服務(wù)器提供的地址信息更客戶機(jī)使用該服務(wù)器提供的地址信息更新現(xiàn)有的租約。新現(xiàn)有的租約。5. 5. 如果租約過期或無法與其它服務(wù)器通如果租約過期或無法與其它服務(wù)器通信，客戶機(jī)將無法使用現(xiàn)有的地址租約。信，客戶機(jī)將無法使用現(xiàn)有的地址租約。客戶機(jī)返回到初始啟動狀態(tài)，利用前面客戶機(jī)返回到初始

12、啟動狀態(tài)，利用前面所述的步驟重新獲取所述的步驟重新獲取IPIP地址租約。地址租約。2DHCP服務(wù)器運行機(jī)制服務(wù)器運行機(jī)制 DHCP 服務(wù)器行為由服務(wù)器行為由DHCP客戶端來驅(qū)動，根據(jù)客戶端來驅(qū)動，根據(jù)DHCP 客戶機(jī)請求報文發(fā)出響應(yīng)報文：客戶機(jī)請求報文發(fā)出響應(yīng)報文： 1）如果收到）如果收到DHCPDISCOVER報文，則從地址池中分報文，則從地址池中分配一個空閑配一個空閑IP，結(jié)合客戶機(jī)請求參數(shù)，構(gòu)造，結(jié)合客戶機(jī)請求參數(shù)，構(gòu)造DHCPOFFER響應(yīng)報文。響應(yīng)報文。 2）如果收到）如果收到DHCPREQUEST報文，就會根據(jù)客戶機(jī)報文，就會根據(jù)客戶機(jī)的硬件地址，查找其地址分配表，如若找到則響應(yīng)的

13、硬件地址，查找其地址分配表，如若找到則響應(yīng)DHCPACK報文，否則響應(yīng)報文，否則響應(yīng)DHCPNAK報文，報文，DHCP客戶機(jī)會自動重新開始客戶機(jī)會自動重新開始DHCP過程。過程。 3）如果收到）如果收到DHCPRELEASE報文，則會解除這個報文，則會解除這個IP地址與某個地址與某個DHCP客戶機(jī)的綁定，等待重新分配?？蛻魴C(jī)的綁定，等待重新分配。 4）如果收到）如果收到DHCPDECLINE報文，會禁用報文中客戶報文，會禁用報文中客戶機(jī)機(jī)IP地址字段的地址字段的IP地址，不再分配這個地址，不再分配這個IP地址。地址。3. DHCP交互過程交互過程 服服務(wù)務(wù)器器 未未選選中中 客客戶戶機(jī)機(jī) 服服

14、務(wù)務(wù)器器 選選中中 開開始始初初始始化化 DHCPDISCOVER DHCPDISCOVER 確確定定配配置置 確確定定配配置置 DHCPOFFER DHCPOFFER 收收集集應(yīng)應(yīng)答答 選選擇擇配配置置 DHCPREQUEST DHCPREQUEST 指指定定配配置置 DHCPACK 初初始始化化完完成成 關(guān)關(guān)閉閉 DHCPRELEASE 回回收收地地址址 釋釋放放租租約約 1) 首先，客戶機(jī)發(fā)出首先，客戶機(jī)發(fā)出DHCPDISCOVER廣播廣播報報文，以便文，以便DHCP服務(wù)器能夠知道客戶機(jī)想要獲服務(wù)器能夠知道客戶機(jī)想要獲得的各種參數(shù)。得的各種參數(shù)。 2) 所有的所有的DHCP服務(wù)器都會為服

15、務(wù)器都會為DHCPDISCOVER廣播報文響應(yīng)一個廣播報文響應(yīng)一個DHCPOFFER報文，同時，報文，同時，DHCP服務(wù)器會保服務(wù)器會保存已分配存已分配IP地址的記錄。地址的記錄。 3) 客戶機(jī)能夠收到每個客戶機(jī)能夠收到每個DHCPOFFER報文，但報文，但一次只能處理一個，一般處理最先收到的一次只能處理一個，一般處理最先收到的DHCPOFFER報文。接著，客戶機(jī)會再發(fā)出報文。接著，客戶機(jī)會再發(fā)出DHCPREQUEST廣播廣播報文。報文。4) DHCP服務(wù)器收到服務(wù)器收到DHCPREQUEST報文，判報文，判斷報文中服務(wù)器地址是否與自己的地址相同：斷報文中服務(wù)器地址是否與自己的地址相同：如果相

16、同，如果相同，DHCP服務(wù)器響應(yīng)服務(wù)器響應(yīng)DHCPACK報文，報文，并在選項字段中增加了并在選項字段中增加了IP地址使用租期選項。地址使用租期選項。5) 客戶機(jī)收到客戶機(jī)收到DHCPACK報文后，判斷報文后，判斷DHCP服務(wù)器分配給自己的服務(wù)器分配給自己的IP地址是否一致，如果是，地址是否一致，如果是，則表明客戶機(jī)成功獲得則表明客戶機(jī)成功獲得IP地址；如果否，則通地址；如果否，則通知知DHCP服務(wù)器禁用這個服務(wù)器禁用這個IP地址以免引起地址以免引起IP地地址沖突，然后客戶機(jī)從第址沖突，然后客戶機(jī)從第1步重新開始。步重新開始。6) 客戶機(jī)根據(jù)客戶機(jī)根據(jù)IP地址使用租期自動啟動續(xù)延過地址使用租期自

17、動啟動續(xù)延過程，在使用租期過去的一定時刻處程，在使用租期過去的一定時刻處(T1,T2)，向向DHCP服務(wù)器發(fā)送服務(wù)器發(fā)送DHCPREQUEST報文續(xù)報文續(xù)延租期，如果成功，則租期相應(yīng)向前延長；延租期，如果成功，則租期相應(yīng)向前延長；如果沒有，則客戶機(jī)繼續(xù)使用這個如果沒有，則客戶機(jī)繼續(xù)使用這個IP地址。使地址。使用租期一到，客戶機(jī)應(yīng)自動放棄使用這個用租期一到，客戶機(jī)應(yīng)自動放棄使用這個IP地地址址,并重新從第并重新從第1步開始。步開始。7) 客戶機(jī)在成功獲取客戶機(jī)在成功獲取IP地址后，隨時可以釋放地址后，隨時可以釋放自己的自己的IP地址，地址，DHCP服務(wù)器收到服務(wù)器收到DHCPRELEASE后，會

18、回收相應(yīng)的后，會回收相應(yīng)的IP地址進(jìn)地址進(jìn)行重新分配。行重新分配。返回返回10.6 DHCP/BOOTP 中繼代理中繼代理如果如果DHCP服務(wù)器與客戶機(jī)分別服務(wù)器與客戶機(jī)分別位于不同的子網(wǎng)位于不同的子網(wǎng)上，上，則用戶的路由器必須具備則用戶的路由器必須具備DHCP/BOOTP中繼代理中繼代理(Relay Agent)的功能的功能(RFC1542) 。D H C P 中 繼 代 理 是 一 個 程 序 ， 它 能 夠 把中 繼 代 理 是 一 個 程 序 ， 它 能 夠 把 DHCP/BOOTP廣播信息從一個子網(wǎng)轉(zhuǎn)播到另一個子廣播信息從一個子網(wǎng)轉(zhuǎn)播到另一個子網(wǎng)上。網(wǎng)上。 DHCP 服服務(wù)務(wù)器器 子

19、子網(wǎng)網(wǎng) 2 子子網(wǎng)網(wǎng) 1 DHCP 客客戶戶機(jī)機(jī) A DHCP 客客戶戶機(jī)機(jī) B DHCP 客客戶戶機(jī)機(jī) C 路路由由器器(DHCP/BOOTP中中繼繼) DHCP 客客戶戶機(jī)機(jī) D DHCP 客客戶戶機(jī)機(jī) E 如前圖如前圖 在子網(wǎng)在子網(wǎng) 2 中的客戶機(jī)中的客戶機(jī) C 從子網(wǎng)從子網(wǎng) 1 中的中的DHCP服務(wù)器上獲得服務(wù)器上獲得 IP 地址租約。地址租約。 DHCP客戶機(jī)客戶機(jī)C在子網(wǎng)在子網(wǎng)2上上廣播廣播DHCP/BOOTP discover消息消息(DHCPDISCOVER) 。 當(dāng)中繼代理當(dāng)中繼代理(在本例中是一個具有在本例中是一個具有DHCP/BOOTP中繼中繼代理功能的路由器代理功能的路由器)接收到這個消