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DHCP获取IP地址过程中捕获的报文—三级网络总结(二)

上一篇文章主要说了一下知识点中的IP地址的考点,这一篇我打算说说DHCP获取IP地址过程中捕获的报文的这个考点,都是自己的理解,有错误欢迎指正。

DHCP是应用层协议,UDP是传输层协议,IP是网络层协议,以太网是链路层协议。数据在网络上传输的时候要自顶向下逐层封装的,典型的DHCP过程是这样的:

1:客户机向服务器发送DHCP_DISCOVER报文,申请IP。

2:服务器向客户机返会DHCP_OFFER报文,指定一个将要分配的IP。

3:客户机向服务器发送DHCP_REQUEST报文,请求这个IP。

4:服务器PING几次(一般是3次)这个IP,如果没得到响应的话,就说明这个IP现在空闲,可以分配给客户机, 所以向客户机发送DHCP_ACK报文,确认可以分配。如果得到相应,则发送DHCP_NAK报文,拒绝分配。

5:如果客户端收到DHCP_ACK,责发送一次免费ARP,判断这个IP是否已经被用。没有被用的话则绑定这个服务 器分配来的IP,否则向服务器发送DHCP_DECLINE报文,拒绝这次分配。并重新执行第一步。
如果收到的是DHCP_NAK,则直接重新执行第一步。

客户机申请IP之前确实没有IP,DHCP_DISCOVER报文都是以广播形式发送的,IP头里的目的地址是255.255.255.255,源地址是0.0.0.0。链路层目的地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,源地址是自己的mac地址。这样服务器收到客户端发来的DISCOVER报文之后,会根据源mac地址向客户机发送单播的DHCP_OFFER报文。

在看一下需要抓取的DHCP报文:

客户发出的IP租用请求报文
DHCP客户机初始化TCP/IP,通过UDP端口67向网络中发送一个DHCPDISCOVER广播包,请求租用IP地址。该 广播包中的源IP地址为0.0.0.0,目标IP地址为255.255.255.255;包中还包含客户机的MAC地址和计算机名。

DHCP回应的IP租用提供报文
任何接收到DHCPDISCOVER广播包并且能够提供IP地址的DHCP服务器,都会通过UDP端口68给客户机回应一个DHCPOFFER广播包,提供一个IP地址。该广播包的源IP地址为DCHP服务器IP,目标IP地址为255.255.255.255;包中还包含提供的IP地址、子网掩码及租期等信息。

客户选择IP租用报文
客户机从不止一台DHCP服务器接收到提供之后,会选择第一个收到的DHCPOFFER包,并向网络中广播一个 DHCPREQUEST消息包,表明自己已经接受了一个DHCP服务器提供的IP地址。该广播包中包含所接受的IP地址和服务器的IP地址。 所有其他的DHCP服务器撤消它们的提供以便将IP地址提供给下一次IP租用请求。

DHCP服务器发出IP租用确认报文
被客户机选择的DHCP服务器在收到DHCPREQUEST广播后,会广播返回给客户机一个DHCPACK消息包,表明已经接受客户机的选择,并将这一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入该广播包发给客户机。
客户配置成功后发出的公告报文
客户机在收到DHCPACK包,会使用该广播包中的信息来配置自己的TCP/IP,则租用过程完成,客户机可以在网络中通信。
至此一个客户获取IP的DHCP服务过程基本结束,不过客户获取的IP一般是用租期,到期前需要更新租期,这个过程是通过租用更新数据包来完成的。

客户IP租用更新报文
(1)在当前租期已过去50%时,DHCP客户机直接向为其提供IP地址的DHCP服务器发送DHCPREQUEST消息包。如果客户机接收到该服务器回应的DHCPACK消息包,客户机就根据包中所提供的新的租期以及其它已经更新的TCP/IP参数,更新自己的配置,IP租用更新完成。如果没收到该服务器的回复,则客户机继续使用现有的
IP地址,因为当前租期还有50%。
(2)如果在租期过去50%时未能成功更新,则客户机将在当前租期过去87.5%时再次向为其提供IP地址的DHCP联系。如果联系不成功,则重新开始IP租用过程。
(3)如果DHCP客户机重新启动时,它将尝试更新上次关机时拥有的IP租用。如果更新未能成功,客户机将尝试联系现有IP租用中列出的缺省网关。如果联系成功且租用尚未到期,客户机则认为自己仍然位于与它获得现有IP租用时相同的子网上(没有被移走)继续使用现有IP地址。 如果未能与缺省网关联系成功,客户机则认为自己已经被移到不同的子网上,将会开始新一轮的IP租用过程。

DHCP客户机在发出IP租用请求的DHCPDISCOVER广播包后,将花费1秒钟的时间等待DHCP服务器的回应,如果1秒钟没有服务器的回应,它会将这一广播包重新广播四次(以2,4,8和16秒为间隔,加上1~1000毫秒之间随机长度的时间)。四次之后,如果仍未能收到服务器的回应,则运行Windows 2000的DHCP客户机将从169.254.0.0/16这个自动保留的私有IP地址(APIPA)中选用一个IP地址,而运行其他操作系统的DHCP客户机将无法获得IP地址。DHCP客户机仍然每隔5分钟重新广播一次,如果收到某个服务器的回应,则继续IP租用过程。

对于DHCP在获取IP地址时的报文,简单的进行整理和解释,部分资料来源于网络,如有错误 欢迎指出!多谢!

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文章名称:DHCP获取IP地址过程中捕获的报文—三级网络总结(二)
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