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DHCP工作原理 - kummer话你知

DHCP工作原理 - kummer话你知

作者: kummerwu | 来源:发表于2016-12-18 21:43 被阅读116次

    DHCP解决什么问题

    DHCP,Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议,定义为用于为主机分配可重用的IP地址和配置信息的应用层协议。常用的功能包括:

    • 为方便用户快速地接入和退出网络、提高IP地址资源的利用率以及支持无盘网络工作站等应用, DHCP允许计算机快速、动态的获取IP地址。为使用DHCP的动态地址分配机制,管理员必须配置DHCP服务器,使其能提供一组IP地址,称之为地址池。任何时候一旦有新的计算机连接到网络上,该计算机就与服务器联系,并申请一个IP地址。服务器从配置的地址池中选择一个地址,并将它分配给该计算机。
    • DHCP可使计算机通过报文交互获取所需的全部配置信息。例如:IP地址、子网掩码,缺省网关,WINS服务器的IP地址,DNS服务器的IP地址等。

    相关术语

    • DHCP Server:DHCP服务器,为用户提供可用的IP地址等配置信息。
    • DHCP Client:DHCP客户端,通过DHCP动态申请IP地址的用户。
    • DHCP Relay:DHCP中继,用户跨网段申请IP地址时,实现DHCP报文的中继转发功能。

    具体技术细节

    DHCP是基于“客户/服务器”模式的,由一台指定的主机分配网络地址、传送网络配置参数给需要的网络设备或主机。提供DHCP服务的主机一般称为服务器,接收信息的主机称为客户端。

    DHCP的典型组网:服务端与客户端

    一次地址申请过程

    客户端与服务器的交互包括以下四个过程


    DHCP客户端申请IP地址过程
    • 1.发现阶段: 客户端-》服务端, 广播DISCOVER

    即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的,所以DHCP客户机以广播方式发送DHCP-DISCOVER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。

    • 2.提供阶段: 服务端-》客户端,应答OFFER

    即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCP-DISCOVER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DHCP-OFFER信息。

    • 3.选择阶段: 客户端-》服务端,广播REQUEST

    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DHCP-OFFER信息,则DHCP客户机只接收第一个收到的DHCP-OFFER信息,然后它就以广播方式回答一个DHCP-REQUEST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。

    • 4.确认阶段: 服务端-》客户端,应答ACK

    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DHCP-REQUEST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DHCP-ACK信息,告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将获取到的IP地址与网卡绑定,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。

    一次续租过程

    DHCP服务器分配给客户端的IP地址有一定的租借期限,当租借期满后服务器会收回该IP地址。为了延长DHCP客户端使用该地址的期限,需要更新IP地址租约

    DHCP续租过程
    • 请求续租: 客户端-》服务端

    在DHCP客户端的IP地址租约期限达到一半时间时,DHCP客户端会向DHCP服务器单播发送DHCP-REQUEST报文,进行IP租约的更新。

    • 允许续租: 服务端-》客户端

    如果此IP地址有效,则DHCP服务器单播回应DHCP-ACK报文,通知DHCP客户端已经获得新IP租约;

    • 不允许续租: 服务端-》客户端

    如果此IP地址不可以再分配给该客户端,则DHCP服务器回应DHCP-NAK报文,通知DHCP客户端不能获得新的租约。

    • 续租失败后的再次尝试 客户端-》服务端

    如果在租约的一半时间进行的续约操作失败,DHCP客户端会在租约期限达到7/8时,再次广播发送DHCP-REQUEST报文进行续约。DHCP服务器的处理同上,不再赘述。

    参考资料参考资料

    参考文档:

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      网友评论

      • 鲁克巴克诗:不错,简单明了!
      • 骑士小子12:PPOE和DHCP上网方式有什么不同了
        kevin_007:PPPOE需要拨号过程,过程比DHCP要复杂。而且PPPOE上网之后数据包中包含[MAC信息+ppp信息+数据包],而DHCP上网直接是[MAC信息+数据包],两者的数据格式有区别

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