【正文】 DHCP原理 課程內(nèi)容 DHCP簡介 DHCP原理 DHCP擴展介紹 實驗與練習 本章小結 DHCP簡介 ? 為什么會有 DHCP？ ? 所有基于 TCP/IP協(xié)議族實現(xiàn)的網(wǎng)絡，其通信的一個重要基礎就是 IP地址，但對于大多數(shù)非專業(yè)的用戶而言， IP地址是什么都不甚了解，要正確設臵或者修改就更難了 ? 但用戶主機需要訪問網(wǎng)絡時，其網(wǎng)卡的 IP卻又是必不可少的 ? DHCP－ Dynamic Host Control Protocol動態(tài)主機配臵協(xié)議，就是用于簡化主機 IP地址設臵的協(xié)議。通過 DHCP，用戶可以實現(xiàn)各項必要網(wǎng)絡參數(shù) IP、DNS、 Wins等的“零設臵”，做到“即插即用 DHCP簡介 ? DHCP的設計目標 DHCP設計的主要目標是使 TCP/IP網(wǎng)絡的管理易于實現(xiàn)和維護： ? 自動 IP地址的分配和配臵，用戶無需手工配臵 ? 所有 IP地址資源都由服務器統(tǒng)一存放、控制，集中IP子網(wǎng)的管理 ? 對不使用的 IP地址資源回收，提高利用率 DHCP簡介 ? DHCP的優(yōu)缺點 ? 可避免手工設臵所產(chǎn)生的錯誤 ? 可避免多個用戶使用相同 IP地址而產(chǎn)生的沖突 ? 無需網(wǎng)絡管理員干涉，減少網(wǎng)絡管理工作量 ? 每個用戶的 IP地址是不固定的、隨機性的，不利于管理和監(jiān)控 ? 服務器故障可能會導致全網(wǎng)癱瘓，需要在網(wǎng)內(nèi)做相應的冗余備份，網(wǎng)絡組建成本增加 課程內(nèi)容 DHCP簡介 DHCP原理 DHCP擴展介紹 實驗與練習 本章小結 DHCP原理 ? DHCP要解決的問題 ? 問題： DHCP目的是為了方便使用者，無需手工配臵 IP等相關信息，而 DHCP又是一種基于 IP運行的協(xié)議，在沒有 IP地址的情況下， DHCP又如何交互呢？ 我們先介紹一下 BOOTP協(xié)議，即 Bootstrap，它是DHCP協(xié)議的前身，在早期常使用在無盤工作站組建的網(wǎng)絡中 DHCP原理 ? BOOTP報文介紹 ? BOOTP協(xié)議承載在于 OSI七層模型的傳輸層之上，使用 UDP協(xié)議 ? BOOTP客戶端發(fā)起的報文， UDP:68 ? UDP:67 ? BOOTP服務器發(fā)起的報文， UDP:67 ? UDP:68 E t h e r n e tI PU D P : 6 7 / 6 8D H C PDHCP原理 ? BOOTP報文介紹（續(xù)） DHCP原理 ? BOOTP報文介紹（續(xù)） 主要字段解釋： ? OP 消息類型， =1時表示 BootRequest； =2時表示BootReply ? Htype和 Hlen 硬件地址類型和地址長度，實際上表示物理層網(wǎng)絡的類型，一般為以太網(wǎng)，長度為 6bytes ? Hops 跳數(shù)，通常為 0；中繼時會修改，一般不用。 ? Xid 會話 id，隨機數(shù)，用于確定 Serv和 Client的對應關系 DHCP原理 ? BOOTP報文介紹（續(xù)） 主要字段解釋： ? Ciaddr Client IP Addr，客戶端 IP地址，由客戶端在發(fā)送請求時填寫（如果有的話） ? Yiaddr Your IP Addr，客戶端的 IP地址；如果 Ciaddr值為全 0時，由服務器在 Reply報文中填寫 ? Siaddr Server IP Addr，服務器 IP地址 DHCP原理 ? BOOTP報文介紹（續(xù)） 主要字段解釋： ? Giaddr Gateway IP Addr，網(wǎng)關 IP地址，通常只在 BOOTP中繼時才會用到 ? Chaddr Client Hardware Addr，客戶端硬件地址，通常在以太網(wǎng)中就是 MAC地址，由客戶端自己填寫 DHCP原理 ? BOOTP報文介紹（續(xù)） 主要字段解釋： ? Sname 客戶端希望啟動后使用的 hostname ? file file為空時，表示客戶端只需要獲得服務器分配的 IP信息，或者由服務器來統(tǒng)一指定程序的加載； file可以填入指定的名字“ unix”“gateway” ，用以控制啟動時需要加載的程序 DHCP原理 ? BOOTP簡要處理流程 ? BOOTP Requet 客戶端發(fā)送請求前首先需要確定如下幾個參數(shù)： ? Ciaddr，通常啟動時沒有 IP，臵為 Chaddr，本機網(wǎng)卡硬件地址，按實填寫 Yiaddr、 Siaddr、 Giaddr均設為 隨機生成一個 Xid值 OP=1 ? 將上述關鍵信息填寫并封裝到 UDP報文中，目的UDP端口號為 67，源端口為 68 ? 將 UDP封裝到 IP報文中，其目的 IP為全網(wǎng)廣播，源地址為 （未知，待分配） DHCP原理 ? BOOTP簡要處理流程（續(xù)） ? BOOTP Reply 服務器收到 Request請求之后，進行判斷： ? 如果 Client沒有 Ciaddr，且自己有可用 IP，給對方分配一個，填入 Yiaddr；如果沒有 IP資源，丟棄 將 Server自己的 IP地址填入 Siaddr Xid值與 Request中完全相等 OP=2 ? 將上述關鍵信息填寫并封裝到 UDP報文中，目的UDP端口號為 68，源端口為 67 ? 將 UDP封裝到 IP報文中， 單播 給客戶端 DHCP原理 ? BOOTP簡要處理流程（續(xù)） ? 細節(jié) BOOTP客戶端如果不知道服務器 IP，可以通過廣播報文來發(fā)送；但服務器在發(fā)送 Reply報文的時候，客戶端卻是沒有 IP地址的，怎么實現(xiàn)？有兩種方法： 雖然客戶端沒有 IP，但服務器卻知道 Yiaddr和Chaddr兩個關鍵地址，有了這些內(nèi)容，服務器可以自己生成一個 ARP信息，以實現(xiàn) IP報文的二層轉發(fā) 直接廣播！ DHCP原理 ? BOOTP簡要處理流程 ? Reply Received 客戶端收到 Reply回應之后，會進行判斷： ? Ciadr、 Chaddr、 Xid是否和自己發(fā)送時的值相等，如果不等，則丟棄 ? 如果上述匹配關系正確，則讀取 Yiaddr地址給網(wǎng)卡設臵，并進行后續(xù)的引導文件 /程序的傳輸 DHCP原理 ? BOOTP的缺點 ? BOOTP協(xié)議過程非常的簡單，中間缺乏必要的安全控制機制 ? BOOTP給每個用戶分配的 IP地址是“永久”的，不利于 IP地址資源的合理高效利用 ? 隨著網(wǎng)絡的逐步發(fā)展， BOOTP逐漸被 DHCP所取代 DHCP原理 ? DHCP和 BOOTP的關系 ? BOOTP給客戶端分配的 IP地址是永久的，而 DHCP分配的 IP地址資源則具有時效性、是動態(tài)的，有利于提高 IP資源的利用率 ? DHCP和 BOOTP使用相同的 UDP協(xié)議報頭，服務器端口 67，客戶端端口 68，以至于很多程序對兩者不做區(qū)分 ? DHCP和 BOOTP使用幾乎完全相同的 Request和Reply消息格式，只是 DHCP的功能是依賴于報文的OPTION字段來進行實現(xiàn)的； BOOTP也有自己的“ OPTION” 字段，稱之為 Vend， DHCP Option兼容 BOOTP Vend DHCP原理 ? DHCP報文介紹 DHCP原理 ? DHCP報文介紹（續(xù)） DHCP報文直接借用了 BOOTP的報文格式，其中的核心內(nèi)容是 OPTION ? DHCP OPTION格式 每個 Option都由 Tag、 Len、 Data三大部分組成： Tag表示本 Option的作用 Len表明后續(xù) Data的長度（ Tag=0、 255的option比較特殊，沒有對應 Data，當然也不需要Len長度） Data內(nèi)容作為 Tag的補充詳細說明 DHCP原理 ? DHCP報文介紹（續(xù)） ? DHCP常見 OPTION ? Requested IP Address， DHCP客戶端曾請求并使用過的 IP地址，通