【云计算 IT 基础知识】5.5 应用层 5.5.1 DHCP

muzilan 2016-08-12 04:29:30

【云计算 IT 基础知识】系列1 目录/汇总（持续更新）

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5.5 应用层

5.5.1 DHCP

概念

动态主机设置协议DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）是一个LAN的网络协议，提供了一种动态指定IP地址和配置参数的机制。DHCP是BOOTP协议的扩展，使用UDP协议工作。DHCP基于客户端/服务器端模式。DHCP服务器集中管理所有的IP网络设定数据，并负责处理客户端的DHCP要求。而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境数据。当DHCP客户端第一次从DHCP服务器端租用I地址之后，并非永久使用该地址。只要租约到期（租期从1分钟到100年不定），客户端就得释放这个IP地址，以给其他工作站使用。客户端可以比其他主机更优先的更新租约，或是租用其他的IP地址。DHCP主要用于大型网络环境和配置IP比较困难的地方，它主要有两个用途：
l 内部网络或网络服务供应商给用户自动分配IP地址。
l 内部网络管理员对所有计算机进行中央管理。

特点

DHCP主要有如下优点：
l 简化了对主机的IP地址分配。
l 可以使用少量IP地址为多台主机服务。
l 便于移动设备和虚拟机进行迁移。
l 可自动配置网络参数。

而DHCP的缺点主要有：
l 难于管理对主机的IP地址分配。
l 如果DHCP服务器停机，对应的所有客户端将无法获得IP地址。
l 使用的是不可考、不安全的UDP协议。
l 配置了DHCP的主机不能使用DNS。
l 不能为跨子网的主机提供服务。

原理

DHCP的工作流程
DHCP的工作流程如图5-32所示。

具体流程说明如下：

1. 发现阶段：DHCP客户机寻找DHCP服务器。
DHCP客户机以广播方式发送DHCP discover发现报文来寻找DHCP服务器。

2. 提供阶段：DHCP服务器为DHCP客户机提供IP地址。

在网络中接收到DHCP discover发现报文的DHCP服务器都做出响应：
a. 从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机。
b. 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提供报文。

3. 选择阶段：DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址。

l 如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来了DHCP offer提供报文，则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCP offer提供报文，以广播方式回答一个DHCP request请求报文，该报文中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。
l 如果只有一台DHCP服务器向DHCP客户机发来了DHCP offer提供报文，则DHCP客户机只回送该DHCP服务器一个DHCP request请求报文。

4. 确认阶段：DHCP服务器确认所提供的IP地址。
l 若DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求报文，则：
a. DHCP服务器向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确认报文。
b. DHCP客户机将其TCP/IP协议与网卡绑定。

l 若DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求报文，则将收回曾
提供的IP地址。

5. 重新登录：DHCP客户机重新登录网络时需要获取可用IP地址。
a. 以后DHCP客户机每次重新登录网络时，直接发送包含前一次所分配的IP地址
的DHCP request请求报文即可。
b. 当DHCP服务器收到这一报文后，会判断DHCP客户机是否可以继续使用原来的IP地址。
l 如果可以，则给DHCP客户机回答一个DHCP ack确认报文。
l 如果不可以，则DHCP客户机回答一个DHCP nack否认报文。
c. 如果DHCP客户机收到此DHCP nack否认报文，则必须重新发送DHCP discover
发现报文来请求新的IP地址。

6. 更新租约：DHCP客户机根据需要，延长IP租约。
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租约的报文。

DHCP服务器能动态分配IP地址的原理

DHCP服务器有两个数据库，第一个数据库静态绑定物理地址和IP地址；第二个数据库拥有可用的IP地址池。当DHCP客户请求临时的IP地址时，DHCP服务器查找可用IP地址池，并在可协商的期间内指派有效的IP地址。

当DHCP客户向DHCP服务器发送请求时，服务器首先检查其静态数据库。若静态数据库存在所请求的物理地址项目，则返回这个客户的永久IP地址。反之，服务器会从可用IP地址池中选择一个IP地址，并把这个地址指派给客户，然后把这个信息加到动态数据库中。

报文格式

DHCP的报文格式如图5-33所示。

报文中各字段的含义如表5-14所示。

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muzilan 2016-10-19

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校对是个大问题

muzilan 2016-10-19

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引用 7 楼 zhao4zhong1 的回复:

b. 向DHCP客户机发送一个包出租的IP地址和其他设置的DHCP offer提供报文。报文，以广播方式回答一个DHCP request请求报文，该报文中包向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。 a. DHCP服务器向DHCP客户机发送一个包它所提供的IP地址和其他设置的为什么都只有“包”没有“含”？可用IP地址池空了咋办？

含被吃了

muzilan 2016-10-19

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引用 8 楼 zhao4zhong1 的回复:

a. 以后DHCP客户机每次重新登录网络时，直接发送包前一次所分配的IP地址

赵4老师 2016-08-23

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a. 以后DHCP客户机每次重新登录网络时，直接发送包前一次所分配的IP地址

赵4老师 2016-08-23

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b. 向DHCP客户机发送一个包出租的IP地址和其他设置的DHCP offer提供报文。报文，以广播方式回答一个DHCP request请求报文，该报文中包向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。 a. DHCP服务器向DHCP客户机发送一个包它所提供的IP地址和其他设置的为什么都只有“包”没有“含”？可用IP地址池空了咋办？

muzilan 2016-08-19