原创 DHCP协议简介

2008-6-5 16:59 6692 13 13 分类: 通信

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DHCP,全称是 Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机配置协议)。它的前身是 BOOTP,它工作在OSI的应用层,是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获取它们的配置信息的自举协议。


DHCP使用客户端/服务器模式,请求配置信息的计算机叫做DHCP客户端,而提供信息的叫做DHCP的服务器。DHCP为客户端分配地址的方法有三种:手工配置、自动配置、动态配置。


DHCP最重要的功能就是动态分配。除了IP地址,DHCP分组还为客户端提供其他的配置信息,比如子网掩码。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。


 


DHCP的工作流程:


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 DHCP discover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。


提供阶段,即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCP discover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DHCP offer提供信息。


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DHCP offer提供信息,则 DHCP客户机只接受第一个收到的DHCP offer提供信息,然后它就以广播方式回答一个DHCP request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。


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DHCP request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DHCP ACK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。


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DHCP discover发现信息了,而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的 DHCP request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DHCP ACK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DHCP NACK否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP NACK否认信息后,它就必须重新发送DHCP discover发现信息来请求新的IP地址。


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。


 


DHCP的报文格式 :


我们来介绍一下DHCP的报文格式,如图:




OP(1)


Htype(1)


Hlen(1)


Hops(1)


Transaction ID(4)


Seconds(2)


Flags(2)


Ciaddr4


Yiaddr4


Siaddr4


Giaddr4


Chaddr16


Sname64


File128


Optionsvariable


DHCP的 报文格式


1.  OP:若是client送给server的封包,设为1,反向为2


2.  Htype:硬件类别,ethernet1


3.  Hlen:硬件长度,ethernet6


4.  Hops:若数据包需经过router传送,每站加1,若在同一网内,为0


5.  Transaction ID:事务ID,是个随机数,用于客户和服务器之间匹配请求和相应消息;


6.  Seconds:由用户指定的时间,指开始地址获取和更新进行后的时间;


7.  Flags:从0-15bits,最左一bit1时表示server将以广播方式传送封包给 client,其余尚未使用;


8.  Ciaddr:用户IP地址;


9.  Yiaddr:客户IP地址;


10.Siaddr:用于bootstrap过程中的IP地址;


11.Giaddr:转发代理(网关)IP地址;


12.Chaddrclient的硬件地址;


13.Sname:可选server的名称,以0x00结尾;


14.File:启动文件名;


15.Options:,厂商标识,可选的参数字段。


 

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