IPv4與IPv6業(yè)務(wù)-DHCP技術(shù)介紹-D

1、，IPv4與IPv6業(yè)務(wù)-DHCP技術(shù)介紹技術(shù)介紹IPv4/IPv6 業(yè)務(wù)目 錄i目 錄 HYPERLINK l _bookmark0 DHCP HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 DHCP簡介 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 DHCP的IP地址分配 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark0 IP地址分配策略 HYPERLINK l _bookmark0 1 HYPERLINK l _bookmark1 IP地址動態(tài)獲

2、取過程 HYPERLINK l _bookmark1 2 HYPERLINK l _bookmark2 IP地址的租約更新 HYPERLINK l _bookmark2 3 HYPERLINK l _bookmark2 DHCP報文格式 HYPERLINK l _bookmark2 3技術(shù)介紹IPv4/IPv6 業(yè)務(wù)DHCP PAGE 4DHCPDHCP 簡介隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的提高，計算機的數(shù)量經(jīng)常超過可供分配的IP 地址數(shù)量。同時隨著便攜機及無線網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用，計算機的位置也經(jīng)常變化， 相應(yīng)的 IP 地址也必須經(jīng)常更新，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)配置越來越復(fù)雜。DHCP（Dynamic

3、Host Configuration Protocol，動態(tài)主機配置協(xié)議）就是為解決這些問題而發(fā)展起來的。DHCP 采用客戶端/服務(wù)器通信模式，由客戶端向服務(wù)器提出配置申請，服務(wù)器返回為客戶端分配的 IP 地址等相應(yīng)的配置信息，以實現(xiàn) IP 地址等信息的動態(tài)配置。在DHCP的典型應(yīng)用中，一般包含一臺DHCP服務(wù)器和多臺客戶端（如PC和便攜機），如 HYPERLINK l _bookmark0 圖 1所示。圖1 DHCP 典型應(yīng)用 說明：DHCP 客戶端和 DHCP 服務(wù)器處于不同物理網(wǎng)段時，客戶端可以通過 DHCP 中繼與服務(wù)器通信，獲取 IP 地址及其他配置信息。DHCP 的 IP 地址分配

4、IP 地址分配策略針對客戶端的不同需求，DHCP 提供三種 IP 地址分配策略：手工分配地址：由管理員為少數(shù)特定客戶端（如 WWW 服務(wù)器等）靜態(tài)綁定固定的 IP 地址。通過 DHCP 將配置的固定 IP 地址發(fā)給客戶端。自動分配地址：DHCP 為客戶端分配租期為無限長的 IP 地址。動態(tài)分配地址：DHCP 為客戶端分配具有一定有效期限的 IP 地址，到達使用期限后，客戶端需要重新申請地址。絕大多數(shù)客戶端得到的都是這種動態(tài)分配的地址。IP 地址動態(tài)獲取過程DHCP-DISCOVERDHCP-OFFERDHCP-REQUESTDHCP-ACKDHCP clientDHCP server圖2 IP

5、 地址動態(tài)獲取過程如 HYPERLINK l _bookmark1 圖 2所示，DHCP客戶端從DHCP服務(wù)器動態(tài)獲取IP地址，主要通過四個階段進行：發(fā)現(xiàn)階段，即 DHCP 客戶端尋找 DHCP 服務(wù)器的階段。客戶端以廣播方式發(fā)送 DHCP-DISCOVER 報文。提供階段，即DHCP服務(wù)器提供IP地址的階段。DHCP服務(wù)器接收到客戶端的DHCP-DISCOVER報文后，根據(jù)IP地址分配的優(yōu)先次序選出一個IP地址，與其他參數(shù)一起通過DHCP-OFFER報文發(fā)送給客戶端。DHCP-OFFER報文的發(fā)送方式由DHCP-DISCOVER報文中的flag字段決定，具體請參見“ HYPERLINK l

6、_bookmark2 DHCP報文 HYPERLINK l _bookmark2 格式”的介紹。選擇階段，即 DHCP 客戶端選擇 IP 地址的階段。如果有多臺 DHCP 服務(wù)器向該客戶端發(fā)來 DHCP-OFFER 報文，客戶端只接受第一個收到的DHCP-OFFER 報文，然后以廣播方式發(fā)送 DHCP-REQUEST 報文，該報文中包含 DHCP 服務(wù)器在 DHCP-OFFER 報文中分配的 IP 地址。確認階段，即 DHCP 服務(wù)器確認 IP 地址的階段。DHCP 服務(wù)器收到 DHCP 客戶端發(fā)來的 DHCP-REQUEST 報文后，只有 DHCP 客戶端選擇的服務(wù)器會進行如下操作：如果確認

7、將地址分配給該客戶端，則返回 DHCP-ACK 報文；否則返回 DHCP-NAK 報文，表明地址不能分配給該客戶端。 說明：客戶端收到服務(wù)器返回的 DHCP-ACK 確認報文后，會以廣播的方式發(fā)送免費ARP 報文，探測是否有主機使用服務(wù)器分配的 IP 地址，如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到回應(yīng)，客戶端才使用此地址。否則，客戶端會發(fā)送 DHCP-DECLINE 報文給 DHCP 服務(wù)器，并重新申請 IP 地址。如果網(wǎng)絡(luò)中存在多個 DHCP 服務(wù)器，除 DHCP 客戶端選中的服務(wù)器外，其它DHCP 服務(wù)器中本次未分配出的 IP 地址仍可分配給其他客戶端。IP 地址的租約更新如果采用動態(tài)地址分配策略，則

8、DHCP 服務(wù)器分配給客戶端的 IP 地址有一定的租借期限，當(dāng)租借期滿后服務(wù)器會收回該 IP 地址。如果 DHCP 客戶端希望繼續(xù)使用該地址，需要更新 IP 地址租約。在 DHCP 客戶端的 IP 地址租約期限達到一半時間時，DHCP 客戶端會向為它分配IP 地址的 DHCP 服務(wù)器單播發(fā)送 DHCP-REQUEST 報文，以進行 IP 租約的更新。如果客戶端可以繼續(xù)使用此 IP 地址，則 DHCP 服務(wù)器回應(yīng) DHCP-ACK 報文，通知DHCP 客戶端已經(jīng)獲得新 IP 租約；如果此 IP 地址不可以再分配給該客戶端，則DHCP 服務(wù)器回應(yīng) DHCP-NAK 報文，通知 DHCP 客戶端不能

9、獲得新的租約。如果在租約的一半時間進行的續(xù)約操作失敗，DHCP 客戶端會在租約期限達到 7/8 時，廣播發(fā)送 DHCP-REQUEST 報文進行續(xù)約。DHCP 服務(wù)器的處理方式同上，不再贅述。DHCP 報文格式DHCP有 8 種類型的報文，每種報文的格式相同，只是某些字段的取值不同。DHCP 報文格式基于BOOTP的報文格式，具體格式如 HYPERLINK l _bookmark3 圖 3所示（括號中的數(shù)字表示該字段所占的字節(jié)）。圖3 DHCP 報文格式各字段的解釋如下：op：報文的操作類型，分為請求報文和響應(yīng)報文，1 為請求報文；2 為響應(yīng)報文。具體的報文類型在 option 字段中標識。h

10、type、hlen：DHCP 客戶端的硬件地址類型及長度。hops：DHCP 報文經(jīng)過的 DHCP 中繼的數(shù)目。DHCP 請求報文每經(jīng)過一個DHCP 中繼，該字段就會增加 1。xid：客戶端發(fā)起一次請求時選擇的隨機數(shù)，用來標識一次地址請求過程。secs：DHCP 客戶端開始 DHCP 請求后所經(jīng)過的時間。目前沒有使用，固定為 0。flags：第一個比特為廣播響應(yīng)標識位，用來標識 DHCP 服務(wù)器響應(yīng)報文是采用單播還是廣播方式發(fā)送，0 表示采用單播方式，1 表示采用廣播方式。其余比特保留不用。ciaddr：DHCP 客戶端的 IP 地址。yiaddr：DHCP 服務(wù)器分配給客戶端的 IP 地址。siaddr：DHCP 客戶端獲取 IP 地址等信息的服務(wù)器 IP 地址。giaddr：DHCP 客戶端發(fā)出請求報文后經(jīng)過的第一個 DHCP 中繼的 IP 地