引导程序协议与动态主机配置协议.ppt

6.6 引导程序协议与动态主机配置协议q在网络上的有些计算机加电启动后，需要执行引导程序，从网络上自动获取协议配置信息。q为了将软件协议做成通用的和便于移植，协议软件的编写者把协议软件参数化。在软件协议运行之前，必须给每一个参数赋值。一台计算机和另一台计算机的区别，都可通过一些不同的参数来体现。q在协议软件中给这些参数赋值的动作叫做协议配置。具体的配置信息有哪些取决于协议栈。一个软件协议在使用之前必须是已正确配置的。协议配置 连接到因特网的计算机的 TCP/IP 协议软件需配置的项目：(1)IP地址 (2)子网掩码 (3)默认路由器的IP地址 (4)域名服务器的IP地址 这些信息通常存储在一个配置文件中，计算机在引导过程中可以对这个文件进行存取。协议配置q无盘工作站通过运行RARP来获得IP地址，其缺陷：RARP实际上是一个物理层协议，直接访问网络硬件，这使得应用程序难以使用它RARP只能获得32位IP地址，而不能获得其它有用信息，如子网掩码、默认路由地址等等RARP使用硬件地址标识主机，因此不能用于网络硬件地址是动态分配的网络q为克服这些缺陷而发展了引导程序协议 BOOTP (BOOTstrap Protocol)q之后又扩展到动态主机配置协议DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)引导程序协议 BOOTPqBOOTP也称为自举协议。采用客户服务器工作方式qBOOTP客户端广播 BOOTP 请求报文，此报文作为UDP数据发送qBOOTP 服务器收到请求报文后，查找发出请求的计算机的各项配置信息，把配置信息放入 BOOTP 回答报文中，并把回答报文返回给提出请求的计算机。BOOTP 报文的传送 qBOOTP 客户端发送 BOOTP 请求报文时自己还没有 IP 地址，因此它使用全 1 广播地址（只在本网络上广播）作为目的地址，而用全 0 地址作为源地址。qBOOTP 服务器可使用广播方式将回答报文返回给该计算机，或使用收到的客户端发来的BOOTP请求广播帧上的硬件地址进行单播。qBOOTP 客户端只需发送一个 BOOTP 广播报文就可获取所需的全部配置信息。动态主机配置协议 DHCP DHCP使用与BOOTP相似的报文格式，是对BOOTP的扩展：能在一个DHCP消息中为客户提供所有的网络配置信息。能随着客户在网络不同物理位置的移动，根据其当前所在的子网情况为客户动态配置TCP/IP参数。降低了网络管理的复杂性：可用的和已用的IP地址能得到更准确的监测和控制，这在IP地址有限而计算机较多时尤为重要所有计算机的IP编址信息的改变都能在一台 DHCP服务器上集中配置；也可以进行团组设置，通过对团组进行操作来一次性改变多台机器的设置动态主机配置协议 DHCPqDHCP 提供了即插即用连网(plug-and-play networking)的机制，允许一台计算机加入新的网络和获取IP地址而不用手工参与。qDHCP 使用客户服务器方式。qDHCP消息使用BOOTP端口（67）qDHCP协议数据封装在UDP中qDHCP协议：用于在DHCP服务器和客户机之间交流 TCP/IP配置参数qDHCP服务：用于管理DHCP客户请求并维护TCP/IP配 置参数数据库DHCP 工作方式DHCP 使用客户服务器方式：q需要 IP 地址的主机启动时向本地网络上广播发现报文（DHCPDISCOVER），这时该主机就成为 DHCP 客户。q本地网络上所有主机都能收到此广播报文，但只有 DHCP 服务器才回答此广播报文。qDHCP 服务器在其数据库中查找该计算机的配置信息。若找到，则将找到的信息返回给客户。若找不到，则从服务器的 IP 地址池(address pool)中取一个地址分配给该计算机。将该IP地址信息返回给客户。配置信息将以提供报文（DHCPOFFER）的方式返回给用户。DHCP 中继代理(relay agent)q问题：若每个网络上都有 DHCP 服务器，将导致 DHCP 服务器数量太多。q解决方式：每一个网络至少配有一个 DHCP 中继代理，它配置了 DHCP 服务器的 IP 地址信息。当 DHCP 中继代理收到请求主机广播的发现报文后，就以单播方式向 DHCP 服务器转发此报文，并等待其回答。收到 DHCP 服务器回答的提供报文后，DHCP 中继代理再将此提供报文发回给请求的主机。DHCP 中继代理转发发现报文 主机DHCP服务器其他网络DHCP中继代理中继代理DHCPDISCOVERDHCPDISCOVER广播单播DHCP 报文使用UDP封装，它只是 UDP 用户数据报中的数据。租用期(lease period)qDHCP 服务器分配给 DHCP 客户的 IP 地址是临时的,因此 DHCP 客户只能在一段有限的时间内使用这个分配到的 IP 地址。DHCP 协议称这段时间为租用期。qDHCP 服务器决定租用期的数值。qDHCP 客户也可在自己发送的报文中提出对租用期的要求。qDHCP 客户租用期过了段时间后(如租用期用了一半)，客户如想在租用期完全结束后仍使用刚才的配置信息，需发送请求报文 DHCPREQUEST 要求续租更新租用期。DHCP 协议的工作过程 UDPUDP客户客户DHCPDISCOVER服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPOFFER服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPREQUEST服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPACK服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPREQUEST服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPNACK服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPACK服务器服务器6768UDPUDP客户客户DHCPRELEASE服务器服务器6768服务器服务器67UDP被动打开DHCP 协议的工作过程 DHCP 服务器被动打开 UDP 端口 67，等待客户端发来的报文。DHCP 客户从 UDP 端口 68 发送 DHCP 发现报文。凡收到 DHCP 发现报文的 DHCP 服务器都发出 DHCP 提供报文，因此 DHCP 客户可能收到多个 DHCP 提供报文。DHCP 客户从几个 DHCP 服务器中选择其中的一个，并向所选择的 DHCP 服务器发送 DHCP 请求报文。被选择的 DHCP 服务器发送确认报文DHCPACK，进入已绑定状态，并可开始使用得到的临时 IP 地址了。DHCP 客户现在要根据服务器提供的租用期 T 设置两个计时器 T1 和 T2，它们的超时时间分别是 0.5T 和 0.875T。当超时时间到就要请求更新租用期。DHCP 协议的工作过程 租用期过了一半（T1 时间到），DHCP客户发送请求报文 DHCPREQUEST 要求更新租用期。DHCP服务器若同意，则发回确认报文DHCPACK。DHCP 客户得到了新的租用期，重新设置计时器。DHCP 服务器若不同意，则发回否认报文DHCPNACK。这时 DHCP 客户必须立即停止使用原来的 IP 地址，而必须重新申请 IP 地址（回到步骤）。若 DHCP服 务 器 不 响 应 步 骤 的 请 求 报 文DHCPREQUEST，则在租用期过了 87.5%时，DHCP 客户必须重新发送请求报文 DHCPREQUEST（重复步骤），然后又继续后面的步骤。DHCP 客户可随时提前终止服务器所提供的租用期,这时只需向 DHCP 服务器发送释放报文 DHCPRELEASE。