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动态主机配置协议DHCP

问题的产生:

​ 当一台便携式的笔记本想要接入到互联网中,则需要协议软件包括配置项:

  • IP地址
  • 子网掩码
  • 默认路由器的IP地址
  • 域名服务器的IP地址

用人工进行协议配置很不方便,而且容易出错。因此,应当采用自动协议配置的方法。
互联网现在广泛使用的是动态主机配置协议DHCPDynamic Host Configuration Protoco),它提供了一种机制,称为即插即用连网(plug-and-play networking)。这种机制允许台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与!

DHCP对运行客户软件和服务器软件的计算机都适用

  • 当运行客户软件的计算机移至个新的网络时,就可使用DHCP获取其配置信息而不需要手工干预。
  • DHCP给运行服务器软件而位置固定的计算机指派一个永久地址,而当这计算机重新启动时其地址不改变。

DHCP进行协议配置的方式

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  1. 当需要IP地址的主机A在启动时就向DHCP服务器广播发送发现报文(DHCPDISCOVER)(将目的IP地址置为全1,即255.255.255.255),这时该主机就成为了DHCP客户。
  2. 发送广播报文是因为现在还不知道DHCP服务器在什么地方,因此要发现DHCP服务器的IP地址。这台主机目前还没有自己的IP地址,因此它将IP数据报的源IP地址全部设置为0。这样,在本地网络上的所有主机都能够收到这个广播报文,但只有DHCP服务器才对此广播报文进行回答
  3. DHCP服务器先在其数据库中查找该计算机的配置信息。若找到,则返回找到的该主机的相关配置信息。若找不到,则从服务器的IP地址池(address pool)中取一个地址分配给该计算机。DHCP服务器的回答报文叫做提供报文(DHCPOFFER),表示“提供”了IP地址等配置信息。

​ 但是我们并不愿意在每一个网络上都设置一个DHCP服务器,因为这样会使DHCP服务器的数量太多。因此现在是使每一个网络至少有一个DHCP中继代理(relay agen)(通常是一台路由器,见上图),它配置了DHCP服务器的IP地址信息。当DHCP中继代理收到主机 A 以广播形式发送的发现报文后,就以单播方式向DHCP服务器转发此报文,并等待其回答。

​ 收到DHCP服务器回答的提供报文后,DHCP中继代理再把此提供报文发回给主机A。需要注意的是,图6-19只是个示意图。实际上,DHCP报文只是UDP用户数据报的数据,它还要加上UDP首部、IP数据报首部,以及以太网的MAC帧的首部和尾部后,才能在链路上传送。

关于DHCP服务器分发IP的使用时间

​ DHCP服务器分配给DHCP客户的IP地址是临时的,因此DHCP客户只能在一段有限的时间内使用这个分配到的IP地址。DHCP协议称这段时间为租用期(ease period),但并没有具体规定租用期应取为多长或至少为多长,这个数值应由DHCP服务器自己决定。

​ 例如:一个校园网的DHCP服务器可将租用期设定为1小时。

​ DHCP服务器在给DHCP客户发送的提供报文的选项中给出租用期的数值。按照RFC2132的规定,租用期用4字节的二进制数字表示,单位是秒。因此可供选择的租用期范围从1秒到136年。DHCP客户也可在自己发送的报文中(例如,发现报文)提出对租用期的要求。

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文章名称:动态主机配置协议DHCP
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