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1、DHCPDHCP协议原理协议原理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved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。Page 2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved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Page 3HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第一章第一章第一章第一章 使用使用使用使用DHCPDHCP的原因的原因的原因的原因
2、第二章第二章 DHCP的原理的原理第三章第三章 DHCP工作流程举例工作流程举例Page 4HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved什么是DHCP提出申请分配地址等参数DHCP ServerClientIP地址池Page 5HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP在协议栈中的位置lDHCP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。Application layerDHCPTransport layerUDPNetwork
3、layerIPData-link layerNo limitedPhysical layerNo limitedPage 6HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的必要性l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。192.168.0.1192.168.0.2192.168.0.1地址冲突了地址冲突了Page 7HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的必要性l在TCP/IP网络上，每台工作站在访问网络及其资源之前，都必
4、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。l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。l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
5、 Configuration Protocol）正是这样一种机制。Page 8HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved采用DHCP的好处l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。l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
6、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。Page 9HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的结构lDHCP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。提出申请分配地址等参数地址释放ClientServerPage 10HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD
7、.All rights reservedDHCP的责任l保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用lDHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址lDHCP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)lDHCP服务器应当向现有的BOOTP客户端提供服务Page 11HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的责任l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。DHCP ServerClientIP地址池DHCP报文DHCP报文Page
8、 12HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的责任l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DHCP Server192.168.0.1IP地址池Reboot192.168.0.1Page 13HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的责任l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DHCP Server192.168.0.1IP地址池Reboot192.168.0.1Pa
9、ge 14HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第一章第一章 使用使用DHCP的原因的原因第二章第二章第二章第二章 DHCP DHCP的原理的原理的原理的原理第三章第三章 DHCP工作流程举例工作流程举例Page 15HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP服务器保留的地址池（地址池段1）（地址池段2）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Page 16HUAWEI TECHNO
10、LOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP客户机Page 17HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved地址申请流程ClientServerDHCPDISCOVERDHCPOFFER REQUEST DHCPACKPage 18HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的报文种类lDHCPDISCOVER 客户机广播发现可用的DHCP服务器lDHCPOFFER 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lDHC
11、PREQUEST 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lDHCPACK 服务器向客户机发送所需分配的地址及其他配置参数Page 19HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的报文种类lDHCPNAK 服务器通知客户机,其申请的地址无效,或者已经超期lDHCPDECLINE 客户机通知服务器,其分配的地址已经被其他设备所使用lDHCPRELEASE 客户机放弃其所使用的地址lDHCPINFORM 客户机向服务器申请本
12、地的配置参数(当客户机的地址已经被分配时使用)Page 20HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP的有限状态机INIT INIT-REBOOTREBOOTINGSELECTINGREQUESINGREBINGINGBOUNDRENEWINGDHCPNAK/RestartDHCPNAK/Discard offerDHCPREQUESTDHCPACK (not accept)/Send DHCPDECLINEDHCPDISCOVERSelect offer/send DHCPREQUESTDHCPOFFER/Collect repl
13、iesDHCPACK/Record lease, set timer T1, T2DHCPOFFER/Discard offerDHCPACK/Record lease, set timer T1, T2DHCPOFFER,DHCPACK,DHCPNAK/DiscardT1 expires/Send DHCPREQUEST to leasing serverDHCPACK/Record lease ,set timer T!,T2T2 expires/Broadcast DHCPREQUESTDHCPNAK/Halt networkPage 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,
14、 LTD.All rights reservedDHCP报文的格式OP (1)Htype (1)Hlen (1)Hops (1)Xid (4)Secs (2)Flags (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)Page 22HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP报文
15、的格式lOP: 操作码 (1=bootrequest ,2=bootreply)lHtype: 硬件地址类型 (1=10mb ethernet)lHlen: 硬件地址长度 (ethernet 为10)lHops: 客户机设置为0,当使用多个DHCP Relay时可变lXid: 传输ID,在同服务器的交互中,由客户机所选择lSecs: 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lFlags: 最左边一位是广播位,其余各位置0Page 23HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP报文的格式lClient IP ad
16、dress: 客户机在BOUND,RENEW或REBINDING状态所使用,可以用来回应ARP请求报文lYour IP address: 服务器给客户机分配的IP地址lServer 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lGateway IP address: 使用的DHCP Relay的地址lClient hardware address: 客户机硬件地址lServer name: 服务器名字,缺省为空lFile: 启动文件的名字,在DHCPOFFER报文中给出全名lOptions: 根据不同的报文而定Page
17、 24HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCPDISCOVER/DHCPINFORM报文的格式BOOTREQUESTHtype (1)Hlen (1)0Xid (4)0或者自从DHCP启动后的秒数Flags (2)0(DHCPDISCOVER)/客户机的IP地址(DHCPINFORM)000Client hardware IP address (4)Server Name (64)File (128)Options (可变)Page 25HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserve
18、dDHCPREQUEST报文的格式BOOTREQUESTHtype (1)Hlen (1)0Xid与DHCPOFFER报文的Xid相同Secs (2)Flags (2)0/客户机的IP地址(BOUND/RENEW/REBIND状态)000Client hardware IP address (4)Server Name (64)File (128)Options (可变)Page 26HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCPDECLINE/DHCPRELEASE报文的格式BOOTREQUESTHtype (1)Hlen (1)0由
19、客户机选择000(DHCPDECLINE)/客户机的IP地址(DHCPRELEASE)000Client hardware IP address (4)未使用未使用未使用Page 27HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCPOFFER报文的格式BOOTREPLYHtype (1)Hlen (1)0Xid与DHCPDISCOVER报文相同0000服务器向客户机提供的IP地址下一台服务器的地址Client hardware IP address (4)Server Name (64)File (128)Options (可变)Page
20、 28HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCPACK报文的格式BOOTREPLYHtype (1)Hlen (1)0Xid与DHCPDISCOVER报文相同000或者从DHCPREQUEST报文中获得0服务器向客户机提供的IP地址下一台服务器的地址Client hardware IP address (4)Server Name (64)File (128)Options (可变)Page 29HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCPOFFER报文的格式BOOTREP
21、LYHtype (1)Hlen (1)0Xid与DHCPDISCOVER报文相同000000Client hardware IP address (4)Server Name (64)File (128)Options (可变)Page 30HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程l客户机在本网段内广播DHCPDISCOVER报文已发现网络中的DHCP服务器,DHCP Relay可将此报文广播到其他的网段网络1网络2DHCPDISCOVERPage 31HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All righ
22、ts reservedDHCP流程l服务器向客户机回应请求,并给出一个可用的IP地址。此地址并非真的被分配。但在给出此地之前，应当用ICMP ECHO REQUEST报文进行检查。网络1DHCPOFFER（192.168.0.1)ICMP (192.168.0.1)Page 32HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程l如果收到多个DHCPOFFER报文,DHCP客户机会根据报文的内容从其中选择一个给与响应。如果客户机之前曾经获得过一个IP地址，她会将此地址写在DHCPREQUEST报文的OPTIONS域的“REQUESTD
23、IP ADDRESS”中发给服务器网络1DHCPREQUEST（192.168.0.1)Reboot192.168.0.1Page 33HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程l当收到DHCPREQUEST报文后,服务器将客户机的网络的(网络地址,硬件地址)同分配的IP地址绑定,在将IP地址发送给客户机网络1DHCPACK（192.168.0.1)保留的地址池（地址池段1）（地址池段2）分配的地址（网络地址1，硬件地址1）分配的IP地址1.DNS地址WINS地址Page 34HUAWEI TECHNOLOGIES CO., L
24、TD.All rights reservedDHCP流程l当收到DHCPREQUEST报文后,如果发现其申请的地址无法被分配,则用DHCPNAK报文回应网络1DHCPNAKDHCPREQUEST(192.168.0.1)192.168.0.1已经被另外一台已经被另外一台设备所使用了设备所使用了Page 35HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程l客户机收到DHCPACK报文后,再对所有的参数进行一次最后的检查,如果发现由地址冲突存在,则使用DHCPDECLINE报文回复服务器网络1DHCPACK（192.168.0.1)19
25、2.168.0.1DHCPDECLINEPage 36HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程l如果客户机放弃现在使用的IP地址,则她使用DHCPRELEASE报文通知服务器,服务器将此地址回收以备下次使用。网络1DHCPRELEASEPage 37HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程l当客户机的地址到达50%租用期（T1）时，客户机进入RENEW状态，使用DHCPREQUEST报文续约；l当客户机的地址到达87.5%租用期（T2）时，客户机进入REBIN
26、DING状态，使用DHCPREQUEST报文续约；网络1DHCPREQUESTPage 38HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved第一章第一章 使用使用DHCP的原因的原因第二章第二章 DHCP的原理的原理第三章第三章第三章第三章 DHCP DHCP工作流程举例工作流程举例工作流程举例工作流程举例Page 39HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例10.77.2.110.77.11.10客户机服务器DHCP-RELAYPage 40HUAWEI TECHNOLOG
27、IES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 41HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 42HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 43HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 44HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 45H
28、UAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 46HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedDHCP流程举例Page 47HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedl本章主要通过对DHCP报文结构及流程的介绍,希望大家能够建立起对DHCP协议的清晰概念小结小结小结小结Page 48谢谢进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起
29、那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到围跑跑跳跳，热得满
30、头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕
31、榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅长的时间隧道，袅结束
