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DHCP的结构
提出申请 分配地址等参数
地址释放
Client
Server
DHCP采用客户机/服务器结构。DHCP服务器拥有一个IP地址池，当任何启用DHCP 的客户机登录到网络时，可从它那里租借一个IP地址，不使用的IP地址就自动返回地 址池，供再分配。
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采用DHCP的好处
减少错误 通过配置DHCP，把手工配置IP地址所导致的错误减少到最低程度， 例如已分配的IP地址再次分配给另一设备所造成的地址冲突等将大大 减少。 减少网络管理 TCP/IP配置是集中化和自动完成的，不需要网络管理员手工配置。网 络管理员能集中定义全局和特定子网的TCP/IP配置信息。使用DHCP 选项可以自动给客户机分配全部范围的附加TCP/IP配置值。客户机配 置的地址变化必须经常更新，比如远程访问客户机经常到处移动，这 样便于它在新的地点重新启动时，高效而又自动地进行配置。同时大 部分路由器能转发DHCP配置请求，这就减少了在每个子网设置 DHCP服务器的必要，除非有其它原因要这样做。
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DHCP的责任
IP地址池
192.168.0.1 Reboot
DHCP Server
192.168.0.1
当一台DHCP服务器重新启动时,在允许的情况下,它应当给每一台 DHCP客户机分配和上次相同的地址
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学习完此课程，您将会： 掌握DHCP协议的流程 了解DHCP所使用的报文结构
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第一章 使用DHCP的原因 第二章 DHCP的原理 第三章 DHCP工作流程举例
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DHCP的责任
保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用
DHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址
DHCP应当可以同用其他方法获得IP地址的主机共存(如手工配置IP地 址的主机)
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地址申请流程
DHCPDISCOVER DHCPOFFER REQUEST DHCPACK
Client
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Server
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DHCP的报文种类
DHCPDISCOVER —— 客户机广播发现可用的DHCP服务器 DHCPOFFER —— 服务器响应客户机的DHCPDISCOVER报文,并向 客户机提供各种的配置参数 DHCPREQUEST —— a)客户机向服务器申请地址及其他配置参数 b)客户机重新启动后确认原来的地址及其他配置参数的正确性 c)客户机向服务器申请延长地址及其他配置参数的使用期限
REQUESING
REBINGING
T2 expires/Broadcast DHCPREQUEST
DHCPOFFER/ DHCPACK/ Discard offer Record lease, set timer T1, T2 DHCPACK/Record lease BOUND ,set timer T!,T2 DHCPOFFER, DHCPACK, DHCPNAK/Discard
分配的地址
(网络地址1，硬件地址1） 分配的IP地址1 (网络地址2，硬件地址2） 分配的IP地址2
DNS服务器地址 WINS服务器地址 ……
…….
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Байду номын сангаас
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DHCP客户机
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DHCPACK —— 服务器向客户机发送所需分配的地址及其他配置参数
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DHCP的报文种类
DHCPNAK —— 服务器通知客户机,其申请的地址无效,或者已经超期 DHCPDECLINE —— 客户机通知服务器,其分配的地址已经被其他设 备所使用 DHCPRELEASE —— 客户机放弃其所使用的地址 DHCPINFORM —— 客户机向服务器申请本地的配置参数(当客户机 的地址已经被分配时使用)
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DHCP的有限状态机
INIT -REBOOT
DHCPREQUEST DHCPNAK/Restart
INIT
DHCPACK (not accept)/ Send DHCPDECLINE DHCPDISCOVER
RENEWING
T1 expires/Send DHCPREQUEST to leasing server
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DHCP报文的格式
OP (1) Htype (1) Xid (4) Secs (2) Client IP address (4) Your IP address (4) Server IP address (4) Gateway IP address (4) Client hardware IP address (4) Server Name (64) File (128) Options (可变) Flags (2) Hlen (1) Hops (1)
在大型网络中，如果每台终端的地址都是由不同的使用这来分配，那么就很 容易出现地址相同的情况。
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DHCP的必要性
在TCP/IP网络上，每台工作站在访问网络及其资源之前，都必须进行基本 的网络配置，一些主要参数诸如IP地址，子网掩码，缺省网关，DNS等必 不可少，还可能需要一些附加的信息如IP管理策略之类。 在大型网络中，确保所有主机都拥有正确的配置是一件的相当困难的管理 任务，尤其对于含有漫游用户和笔记本电脑的动态网络更是如此。经常有 计算机从一个子网移到另一个子网以及从网络中移出。手动配置或重新配 置数量巨大的计算机可能要花很长时间，而IP主机配置过程中的错误可能 导致该主机无法与网络中的其他主机通信。 因此，需要有一种机制来简化IP地址的配置，实现IP的集中式管理。而 IETF（Internet网络工程师任务小组）设计的动态主机配置协议（DHCP， Dynamic Host Configuration Protocol）正是这样一种机制。
REBOOTING
DHCPNAK/ Discard offer
SELECTING
Select offer/ send DHCPREQUEST DHCPOFFER/Collect replies
DHCPNAK/ Halt network
DHCPACK/Record lease, set timer T1, T2
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DHCP报文的格式
Client IP address: 客户机在BOUND,RENEW或REBINDING状态所使 用,可以用来回应ARP请求报文 Your IP address: 服务器给客户机分配的IP地址 Server IP address: bootstrap中使用的下一台服务器的地址,由服务器 在DHCPOFFER,DHCPACK中使用 Gateway IP address: 使用的DHCP Relay的地址 Client hardware address: 客户机硬件地址 Server name: 服务器名字,缺省为空 File: 启动文件的名字,在DHCPOFFER报文中给出全名 Options: 根据不同的报文而定
DHCP服务器应当向现有的BOOTP客户端提供服务
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DHCP的责任
IP地址池
DHCP报文 DHCP报文 DHCP Server
Client 考虑到成本,无需每个子网都配备一台DHCP服务器,所以DHCP协议应当可以通过 路由器或者BOOTP代理透传。
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什么是DHCP
IP地址池
提出申请 DHCP Server 分配地址等参数
Client
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)是一种动态的向Internet终端提供配置参 数的协议。在终端提出申请之后，DHCP可以向终端提供IP地址、网关、DNS服务器地 址等参数。
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DHCP在协议栈中的位置
Application layer Transport layer Network layer Data-link layer Physical layer DHCP UDP IP No limited No limited
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DHCP的责任
IP地址池
192.168.0.1
DHCP Server
Reboot
192.168.0.1
当一台DHCP客户机重新启动时,在允许的情况下,它应当获得和上次 相同的地址和配置
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DHCP报文的格式
OP: 操作码 (1=bootrequest ,2=bootreply) Htype: 硬件地址类型 (1=10mb ethernet) Hlen: 硬件地址长度 (ethernet 为10) Hops: 客户机设置为0,当使用多个DHCP Relay时可变 Xid: 传输ID,在同服务器的交互中,由客户机所选择 Secs: 客户机所使用的地址,在最近一次地址获取/地址更新后所经过的 时间 Flags: 最左边一位是广播位,其余各位置0
Internal
DP500030 DHCP原理
ISSUE 1.0
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本章节主要通过对设备终端动态从主机 获得IP地址的过程分析,来说明网络是如 何动态的分配其所有的地址资源。
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DHCP是Bootstrap协议的一种扩展,基于UDP协议,客户端的端口号是68,服务器的 端口号是67。
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DHCP的必要性
地址冲突了
192.168.0.1
192.168.0.1 192.168.0.2
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第一章 使用DHCP的原因 第二章 DHCP的原理 第三章 DHCP工作流程举例
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DHCP服务器
保留的地址池 （地址池段1） （地址池段2） ……