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DHCP协议详解(上)

时间:2004-08-03 来源: 作者: 点击:
在常见的小型网络中(例如家庭网络和学生宿舍网),网络管理员都是采用手工分配IP地址的方法,而到了中、大型网络,这种方法就不太适用了。在中、大型网络,特别是大型网络中,往往有超过100台的客户机,手动分配IP地址的方法就不太合适了。因此,我们必须引入一种高效
  

在常见的小型网络中(例如家庭网络和学生宿舍网),网络管理员都是采用手工分配IP地址的方法,而到了中、大型网络,这种方法就不太适用了。在中、大型网络,特别是大型网络中,往往有超过100台的客户机,手动分配IP地址的方法就不太合适了。因此,我们必须引入一种高效的IP地址分配方法,幸好,DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol)为我们解决了这一难题。

  DHCP的优缺点

  DHCP服务优点不少:网络管理员可以验证IP地址和其它配置参数,而不用去检查每个主机;DHCP不会同时租借相同的IP地址给两台主机;DHCP管理员可以约束特定的计算机使用特定的IP地址;可以为每个DHCP作用域设置很多选项;客户机在不同子网间移动时不需要重新设置IP地址。

  但同时也存在不少缺点:DHCP不能发现网络上非DHCP客户机已经在使用的IP地址;当网络上存在多个DHCP服务器时,一个DHCP服务器不能查出已被其它服务器租出去的IP地址;DHCP服务器不能跨路由器与客户机通信,除非路由器允许BOOTP转发。

  工作流程

  DHCP服务的工作过程是这样的:

  1.发现阶段,即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式(因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的)发送DHCPdiscover发现信息来寻找DHCP服务器,即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息,但只有DHCP服务器才会做出响应(如图1)。


2.提供阶段,即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应,它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机,向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息(如图2)。


3.选择阶段,即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCPoffer提供信息,则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCPoffer提供信息,然后它就以广播方式回答一个DHCPrequest请求信息,该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答,是为了通知所有的DHCP服务器,他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址(如图3)。


4.确认阶段,即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCPrequest请求信息之后,它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCPack确认信息,告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定,另外,除DHCP客户机选中的服务器外,其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址(如图4)。


5.重新登录。以后DHCP客户机每次重新登录网络时,就不需要再发送DHCPdiscover发现信息了,而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCPrequest请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后,它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址,并回答一个DHCPack确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时(比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用),则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCPnack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCPnack否认信息后,它就必须重新发送DHCPdiscover发现信息来请求新的IP地址。

  6.更新租约。DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限,期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约,则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时,DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。

  为了便于理解,我们把DHCP客户机比做餐馆里的客人,DHCP服务器比做服务员(一个餐馆里也可以有多个服务员),IP地址比做客户需要的食物。那么可以这样描述整个过程:客人走进餐馆,问:“有没有服务员啊?”(DHCPdiscover),多个服务员同时回答:“有,我这有鸡翅”“有,我这有汉堡”(DHCPoffer)。客人说:“好吧,我要一份汉堡”(DHCPrequest,这个客人比较死板,总是选择第一次听到的食物),端着汉堡的服务员回应了一声:“来啦”(DHCPack),并把食物端到客人面前,供其享用(将网卡和IP地址绑定)。客人下次来的时候,就直接找上次那个服务员点自己喜欢的汉堡了(DHCPrequest),如果还有汉堡,服务员会再次确认并上菜(DHCPack),而如果已经卖完了,服务员则会告诉客人:“不好意思,已经卖完了”(DHCPnack)。当然,服务员隔一段时间会来收拾一次桌子,除非客人特别说明这菜还要继续吃的,服务员会将剩菜端走。

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