DHCP工作原理

2021-06-19 22:40:37 字數 2225 閱讀 6432

在常見的小型網路中(例如家庭網路和學生宿舍網),網路管理員都是採用手工分配ip位址的方法,而到了中、大型網路,這種方法就不太適用了。在中、大型網路,特別是大型網路中,往往有超過100臺的客戶機,手動分配ip位址的方法就不太合適了。因此,我們必須引入一種高效的ip位址分配方法,幸好,dhcp(dynamic host configuration protocol)為我們解決了這一難題。

dhcp的優缺點

dhcp服務優點不少:網路管理員可以驗證ip位址和其它配置引數,而不用去檢查每個主機;dhcp不會同時租借相同的ip位址給兩台主機;dhcp管理員可以約束特定的計算機使用特定的ip位址;可以為每個dhcp作用域設定很多選項;客戶機在不同子網間移動時不需要重新設定ip位址。

但同時也存在不少缺點:dhcp不能發現網路上非dhcp客戶機已經在使用的ip位址;當網路上存在多個dhcp伺服器時,乙個dhcp伺服器不能查出已被其它伺服器租出去的ip位址;dhcp伺服器不能跨路由器與客戶機通訊,除非路由器允許bootp**。

工作流程

dhcp服務的工作過程是這樣的:

1.發現階段,即dhcp客戶機尋找dhcp伺服器的階段。dhcp客戶機以廣播方式(因為dhcp伺服器的ip位址對於客戶機來說是未知的)傳送dhcpdiscover發現資訊來尋找dhcp伺服器,即向位址255.255.255.255傳送特定的廣播資訊。網路上每一台安裝了tcp/ip協議的主機都會接收到這種廣播資訊,但只有dhcp伺服器才會做出響應(如圖1)。

2.提供階段,即dhcp伺服器提供ip位址的階段。在網路中接收到dhcpdiscover發現資訊的dhcp伺服器都會做出響應,它從尚未出租的ip位址中挑選乙個分配給dhcp客戶機,向dhcp客戶機傳送乙個包含出租的ip位址和其他設定的dhcp offer提供資訊(如圖2)。

圖23.選擇階段,即dhcp客戶機選擇某台dhcp伺服器提供的ip位址的階段。如果有多台dhcp伺服器向dhcp客戶機發來的dhcpoffer提供資訊,則dhcp客戶機只接受第乙個收到的dhcp offer提供資訊,然後它就以廣播方式回答乙個dhcprequest請求資訊,該資訊中包含向它所選定的dhcp伺服器請求ip位址的內容。之所以要以廣播方式回答,是為了通知所有的dhcp伺服器,他將選擇某台dhcp伺服器所提供的ip位址(如圖3)。

圖34.確認階段,即dhcp伺服器確認所提供的ip位址的階段。當dhcp伺服器收到dhcp客戶機回答的dhcprequest請求資訊之後,它便向dhcp客戶機傳送乙個包含它所提供的ip位址和其他設定的dhcpack確認資訊,告訴dhcp客戶機可以使用它所提供的ip位址。然後dhcp客戶機便將其tcp/ip協議與網絡卡繫結,另外,除dhcp客戶機選中的伺服器外,其他的dhcp伺服器都將收回曾提供的ip位址(如圖4)。

圖45.重新登入。以後dhcp客戶機每次重新登入網路時,就不需要再傳送dhcpdiscover發現資訊了,而是直接傳送包含前一次所分配的ip位址的dhcprequest請求資訊。當dhcp伺服器收到這一資訊後,它會嘗試讓dhcp客戶機繼續使用原來的ip位址,並回答乙個dhcpack確認資訊。如果此ip位址已無法再分配給原來的dhcp客戶機使用時(比如此ip位址已分配給其它dhcp客戶機使用),則dhcp伺服器給dhcp客戶機回答乙個dhcp nack否認資訊。當原來的dhcp客戶機收到此dhcp nack否認資訊後,它就必須重新傳送dhcpdiscover發現資訊來請求新的ip位址。

6.更新租約。dhcp伺服器向dhcp客戶機出租的ip位址一般都有乙個租借期限,期滿後dhcp伺服器便會收回出租的ip位址。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伺服器傳送更新其ip租約的資訊。

為了便於理解,我們把dhcp客戶機比做餐館裡的客人,dhcp伺服器比做服務員(乙個餐館裡也可以有多個服務員),ip位址比做客戶需要的食物。那麼可以這樣描述整個過程:客人走進餐館,問:「有沒有服務員啊?」(dhcpdiscover),多個服務員同時回答:「有,我這有雞翅」「有,我這有漢堡」(dhcp offer)。客人說:「好吧,我要乙份漢堡」(dhcprequest,這個客人比較死板,總是選擇第一次聽到的食物),端著漢堡的服務員回應了一聲:「來啦」(dhcpack),並把食物端到客人面前,供其享用(將網絡卡和ip位址繫結)。客人下次來的時候,就直接找上次那個服務員點自己喜歡的漢堡了(dhcprequest),如果還有漢堡,服務員會再次確認並上菜(dhcpack),而如果已經賣完了,服務員則會告訴客人:「不好意思,已經賣完了」(dhcpnack)。當然,服務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吃的,服務員會將剩菜端走。

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