DHCP协议原理说明及工作过程
DHCP,全称是DynamicHostConfigurationProtocol,中文名为动态主机配置协议,它的前身是BOOTP,它工作在OSI的利用层,是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获得它们的配置信息的自举协议。
DHCP可以为客户机自动分配IP地址、子网掩码和缺省网关、DNS服务器的IP地址等TCP/IP参数,简单来讲,就是在DHCP服务器上有一个数据库,寄存着IP地址、网关、DNS等参数。?当客户端要求使用时,服务器则负责将相应的参数分配个客户端,避免客户端手动指定IP地址等。特别是在一些大范围的网络中。客户端数目较多,使用DHCP可以方便对这些机器进行管理,为客户机提供TCP/IP参数配置,如IP地址、网关地址和DNS服务器等,不但效力高,而且不存在IP地址冲突的情况现在的无线路由器默许都带有DHCP功能,也就是说一个无线路由器同时也是一个DHCP服务器。
DHCP使用客户端/服务器模式,要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可以自动配置连接网络。
1、DHCP的工作进程
DHCP可以动态的为其管辖下的主机分配地址。DHCP协议报文是UDP报文,DHCP使用67(客户端)和68(服务器)端口。
(1)首先,客户端(例如我们PC的网卡)在其所在广播域广播发送discover报文;
(2)当此广播域的DHCP服务器收到discover报文后,则从自己的地址池中为该要求分配一个地址,并发送(单播或广播方式,由客户真个discover中的某字段指定)offer报文将分配的地址通知给客户端;
(3)客户端收到offer报文(由于可能存在多个DHCP服务器,所以可能收到多份offer,根据先来后到等机制选中一个适合的offer)后,将向那个选中的offer的DHCP服务器发送request报文(广播发送,各个DHCP服务器都会收到),相当于明确响应它选择了哪一个服务器分配的哪一个地址;
(4)服务器收到这个request报文后,如果它就是客户端选中的,那末就正式发送ACK报文分配地址,如果发现客户端选择的不是它,则处理善后事宜(回收地址等);客户端收到ACK报文后,就正式使用这个IP地址。
2、DHCP的工作流程
发现阶段,即DHCP客户机寻觅DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式(由于DHCP服务器的IP地址对客户机来讲是未知的)发送DHCPdiscover发现信息来寻觅DHCP服务器,即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这类广播信息,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DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应,它从还没有出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机,向DHCP客户机发送一个包括出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer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要求信息,该信息中包括向它所选定的DHCP服务器要求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DHCPrequest要求信息以后,它便向DHCP客户机发送一个包括它所提供的IP地址和其他设置的DHCPACK确认信息,告知DHCP客户机可使用它所提供的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。
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