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1、，IPv4与IPv6业务-DHCP技术介绍技术介绍IPv4/IPv6 业务目 录目 录DHCP1DHCP简介1DHCP的IP地址分配1IP地址分配策略1IP地址动态获取过程2IP地址的租约更新3DHCP报文格式3i技术介绍IPv4/IPv6 业务DHCPDHCPDHCP 简介随着网络规模的不断扩大和网络复杂度的提高，计算机的数量经常超过可供分配的IP 地址数量。同时随着便携机及无线网络的广泛使用，计算机的位置也经常变化， 相应的 IP 地址也必须经常更新，从而导致网络配置越来越复杂。DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）就是为解决这
2、些问题而发展起来的。DHCP 采用客户端/服务器通信模式，由客户端向服务器提出配置申请，服务器返回为客户端分配的 IP 地址等相应的配置信息，以实现 IP 地址等信息的动态配置。在DHCP的典型应用中，一般包含一台DHCP服务器和多台客户端（如PC和便携机），如 图 1所示。图1 DHCP 典型应用 说明：DHCP 客户端和 DHCP 服务器处于不同物理网段时，客户端可以通过 DHCP 中继与服务器通信，获取 IP 地址及其他配置信息。DHCP 的 IP 地址分配IP 地址分配策略针对客户端的不同需求，DHCP 提供三种 IP 地址分配策略：4 手工分配地址：由管理员为少数特定客户端（如 WW
3、W 服务器等）静态绑定固定的 IP 地址。通过 DHCP 将配置的固定 IP 地址发给客户端。 自动分配地址：DHCP 为客户端分配租期为无限长的 IP 地址。 动态分配地址：DHCP 为客户端分配具有一定有效期限的 IP 地址，到达使用期限后，客户端需要重新申请地址。绝大多数客户端得到的都是这种动态分配的地址。IP 地址动态获取过程(1) DHCP-DISCOVER(2) DHCP-OFFER(3) DHCP-REQUEST(4) DHCP-ACKDHCP clientDHCP server图2 IP 地址动态获取过程如 图 2所示，DHCP客户端从DHCP服务器动态获取IP地址，主要通过四
4、个阶段进行：(1) 发现阶段，即 DHCP 客户端寻找 DHCP 服务器的阶段。客户端以广播方式发送 DHCP-DISCOVER 报文。(2) 提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器接收到客户端的DHCP-DISCOVER报文后，根据IP地址分配的优先次序选出一个IP地址，与其他参数一起通过DHCP-OFFER报文发送给客户端。DHCP-OFFER报文的发送方式由DHCP-DISCOVER报文中的flag字段决定，具体请参见“DHCP报文格式”的介绍。(3) 选择阶段，即 DHCP 客户端选择 IP 地址的阶段。如果有多台 DHCP 服务器向该客户端发来 DHCP-OFF
5、ER 报文，客户端只接受第一个收到的DHCP-OFFER 报文，然后以广播方式发送 DHCP-REQUEST 报文，该报文中包含 DHCP 服务器在 DHCP-OFFER 报文中分配的 IP 地址。(4) 确认阶段，即 DHCP 服务器确认 IP 地址的阶段。DHCP 服务器收到 DHCP 客户端发来的 DHCP-REQUEST 报文后，只有 DHCP 客户端选择的服务器会进行如下操作：如果确认将地址分配给该客户端，则返回 DHCP-ACK 报文；否则返回 DHCP-NAK 报文，表明地址不能分配给该客户端。 说明： 客户端收到服务器返回的 DHCP-ACK 确认报文后，会以广播的方式发送免费
6、ARP 报文，探测是否有主机使用服务器分配的 IP 地址，如果在规定的时间内没有收到回应，客户端才使用此地址。否则，客户端会发送 DHCP-DECLINE 报文给 DHCP 服务器，并重新申请 IP 地址。 如果网络中存在多个 DHCP 服务器，除 DHCP 客户端选中的服务器外，其它DHCP 服务器中本次未分配出的 IP 地址仍可分配给其他客户端。IP 地址的租约更新如果采用动态地址分配策略，则 DHCP 服务器分配给客户端的 IP 地址有一定的租借期限，当租借期满后服务器会收回该 IP 地址。如果 DHCP 客户端希望继续使用该地址，需要更新 IP 地址租约。在 DHCP 客户端的 IP
7、地址租约期限达到一半时间时，DHCP 客户端会向为它分配IP 地址的 DHCP 服务器单播发送 DHCP-REQUEST 报文，以进行 IP 租约的更新。如果客户端可以继续使用此 IP 地址，则 DHCP 服务器回应 DHCP-ACK 报文，通知DHCP 客户端已经获得新 IP 租约；如果此 IP 地址不可以再分配给该客户端，则DHCP 服务器回应 DHCP-NAK 报文，通知 DHCP 客户端不能获得新的租约。如果在租约的一半时间进行的续约操作失败，DHCP 客户端会在租约期限达到 7/8 时，广播发送 DHCP-REQUEST 报文进行续约。DHCP 服务器的处理方式同上，不再赘述。DHC
8、P 报文格式DHCP有 8 种类型的报文，每种报文的格式相同，只是某些字段的取值不同。DHCP 报文格式基于BOOTP的报文格式，具体格式如 图 3所示（括号中的数字表示该字段所占的字节）。图3 DHCP 报文格式各字段的解释如下： op：报文的操作类型，分为请求报文和响应报文，1 为请求报文；2 为响应报文。具体的报文类型在 option 字段中标识。 htype、hlen：DHCP 客户端的硬件地址类型及长度。 hops：DHCP 报文经过的 DHCP 中继的数目。DHCP 请求报文每经过一个DHCP 中继，该字段就会增加 1。 xid：客户端发起一次请求时选择的随机数，用来标识一次地址请
9、求过程。 secs：DHCP 客户端开始 DHCP 请求后所经过的时间。目前没有使用，固定为 0。 flags：第一个比特为广播响应标识位，用来标识 DHCP 服务器响应报文是采用单播还是广播方式发送，0 表示采用单播方式，1 表示采用广播方式。其余比特保留不用。 ciaddr：DHCP 客户端的 IP 地址。 yiaddr：DHCP 服务器分配给客户端的 IP 地址。 siaddr：DHCP 客户端获取 IP 地址等信息的服务器 IP 地址。 giaddr：DHCP 客户端发出请求报文后经过的第一个 DHCP 中继的 IP 地址。 chaddr：DHCP 客户端的硬件地址。 sname：DHCP 客户端获取 IP 地址等信息的服务器名称。 file：DHCP 服务器为 DHCP 客户端指定的启动配置文件名称及路径信息。 option：可选变长选项字段，包含报文的类型、有效租期、DNS 服务器的 IP地址、WINS 服务器的 IP 地址等配置信息。全文完
