《DHCP协议原理》PPT课件.ppt

DP500030DHCP原理 ISSUE1 0 Page2 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 前言 Page3 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 目标 Page4 内容介绍 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 Page5 什么是DHCP DHCP DynamicHostConfigurationProtocol 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 提出申请 分配地址等参数 DHCPServer Client IP地址池 Page6 DHCP在协议栈中的位置 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 Page7 DHCP的必要性 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 1 192 168 0 2 192 168 0 1 地址冲突了 Page8 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 DynamicHostConfigurationProtocol 正是这样一种机制 Page9 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 Page10 DHCP的结构 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 提出申请 分配地址等参数 地址释放 Client Server Page11 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 DHCP服务器应当向现有的BOOTP客户端提供服务 Page12 DHCP的责任 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 DHCPServer Client IP地址池 DHCP报文 DHCP报文 Page13 DHCP的责任 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 DHCPServer 192 168 0 1 IP地址池 Reboot 192 168 0 1 Page14 DHCP的责任 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 DHCPServer 192 168 0 1 IP地址池 Reboot 192 168 0 1 Page15 内容介绍 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 Page16 DHCP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 Page17 DHCP客户机 Page18 地址申请流程 Page19 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DHCPACK 服务器向客户机发送所需分配的地址及其他配置参数 Page20 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 Page21 DHCP的有限状态机 Page22 DHCP报文的格式 Page23 DHCP报文的格式 OP 操作码 1 bootrequest 2 bootreply Htype 硬件地址类型 1 10mbethernet Hlen 硬件地址长度 ethernet为10 Hops 客户机设置为0 当使用多个DHCPRelay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 Page24 DHCP报文的格式 ClientIPaddress 客户机在BOUND RENEW或REBINDING状态所使用 可以用来回应ARP请求报文YourIPaddress 服务器给客户机分配的IP地址ServerIPaddress bootstrap中使用的下一台服务器的地址 由服务器在DHCPOFFER DHCPACK中使用GatewayIPaddress 使用的DHCPRelay的地址Clienthardwareaddress 客户机硬件地址Servername 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 Page25 DHCPDISCOVER DHCPINFORM报文的格式 Page26 DHCPREQUEST报文的格式 Page27 DHCPDECLINE DHCPRELEASE报文的格式 Page28 DHCPOFFER报文的格式 Page29 DHCPACK报文的格式 Page30 DHCPOFFER报文的格式 Page31 DHCP流程 客户机在本网段内广播DHCPDISCOVER报文已发现网络中的DHCP服务器 DHCPRelay可将此报文广播到其他的网段 网络1 网络2 DHCPDISCOVER Page32 DHCP流程 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ICMPECHOREQUEST报文进行检查 网络1 DHCPOFFER 192 168 0 1 ICMP 192 168 0 1 Page33 DHCP流程 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 REQUESTDIPADDRESS 中发给服务器 网络1 DHCPREQUEST 192 168 0 1 Reboot 192 168 0 1 Page34 DHCP流程 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1 DHCPACK 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 Page35 DHCP流程 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1 DHCPNAK DHCPREQUEST 192 168 0 1 192 168 0 1已经被另外一台设备所使用了 Page36 DHCP流程 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1 DHCPACK 192 168 0 1 192 168 0 1 DHCPDECLINE Page37 DHCP流程 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1 DHCPRELEASE Page38 DHCP流程 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 当客户机的地址到达87 5 租用期 T2 时 客户机进入REBINDING状态 使用DHCPREQUEST报文续约 网络1 DHCPREQUEST Page39 内容介绍 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 Page40 DHCP流程举例 10 77 2 1 10 77 11 10 客户机 服务器 DHCP RELAY Page41 DHCP流程举例 Page42 DHCP流程举例 Page43 DHCP流程举例 Page44 DHCP流程举例 Page45 DHCP流程举例 Page46 DHCP流程举例 Page47 DHCP流程举例 Page48 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