TCP/IP之DHCP协议静态配置DHCP协议

首先,我们考虑一个主机如何获取IP地址?

有两种获取方法,一种是静态配置,就是从网络管理员获取一个给定的IP地址,也叫硬编码,还有一种就是动态配置IP地址,这就是我们即将要讲的DHCP协议,动态主机配置协议。

静态配置

硬编码。

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硬编码,就是像windows系统中选择给定的IP地址,我们需要指定IP地址,子网掩码和默认网关。默认网关是什么呢?默认网关就是属于这个子网的所有主机,如果将来要离开这个子网,就会被统一转发给这个默认网关指定的IP,我们可以认为它是一个转发路由。如果有多个默认网关,则可以选择其中一个就可以了。

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DHCP协议

  • 从服务器动态获取: • IP地址 • 子网掩码 • 默认网关地址 • DNS服务器名称与IP地址
  • “ 即插即用”
  • 允许地址重用
  • 支持在用地址续租
  • 支持移动用户加入网络

DHCP协议交换信息的基本步骤

  • 主机广播 “ DHCP discover” (发现报文)
  • DHCP服务器利用 “ DHCP offer” (提供报文) 进行响应
  • 主机请求IP地址: “ DHCP request” (请求报文)
  • DHCP服务器分配IP地址: “ DHCP ack” (确认报文)

DHCP工作过程示例:

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  • DHCP discover 客户端源地址四个0表示本机,端口号68和服务器的67都是DHCP指定的。发送一个广播报文。在这个网络中的所有主机包括服务器都会收到这个发现报文,但是只有DHCP服务器才会对其进行响应。
  • DHCP offer 我们看到服务器的提供报文里,也是通过广播地址发送的,这很容易理解,因为这个是时候请求主机还没有IP地址,所以需要进行广播,请求主机才能够收到,提供报文会将所分配的IP地址加在报文里,图中的223.1.2.4。那么主机如何知道这是它请求的服务器发来的提供报文呢,通过transaction ID来确认。
  • DHCP request 这里有一个问题,就是为什么主机发送依然是采取广播的方式,实际上这里的作用是,因为整个网络中,不止一个DHCP服务器,所以采取广播的方式,同时也在告诉其他的dhcp服务器,我现在已经确定了我所需要请求的dhcp服务器了,你们别给我发消息了。
  • DHCP ack 服务器收到请求后,会发送确认报文,主机收到之后,就确认可以使用223.1.2.4作为它的IP地址了。

我们可以看到实际上dhcp之间的信息交换,可以分为两块,一块是主机线广播确认找到提供IP的dhcp服务器,然后再从确认的dhcp服务器收取IP地址。

DHCP协议在应用层实现

  • 请求报文封装到UDP数据报中
  • IP广播
  • 链路层广播(e.g. 以太网广播)

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  • DHCP服务器构造ACK报文
  • 包括分配给客户的IP地址、子网掩码、默认网关、 DNS服务器地址

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