闡述DHCP服務(wù)器工作原理
管理員們通常會對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些協(xié)議服務(wù)器的設(shè)置,從而對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一些有效地管理。那么,DHCP服務(wù)器,則是我們常用的服務(wù)器,接下來我們就詳細(xì)了解一下DHCP服務(wù)器工作原理的內(nèi)容吧。在常見的小型網(wǎng)絡(luò)中(例如家庭網(wǎng)絡(luò)和學(xué)生宿舍網(wǎng)),網(wǎng)絡(luò)管理員都是采用手工分配IP地址的方法,而到了中、大型網(wǎng)絡(luò),這種方法就不太適用了。在中、大型網(wǎng)絡(luò),特別是大型網(wǎng)絡(luò)中,往往有超過100臺的客戶機(jī),手動(dòng)分配IP地址的方法就不太合適了。因此,我們必須引入一種高效的IP地址分配方法,幸好,DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)為我們解決了這一難題。
DHCP的優(yōu)缺點(diǎn)
DHCP服務(wù)優(yōu)點(diǎn)不少:網(wǎng)絡(luò)管理員可以驗(yàn)證IP地址和其它配置參數(shù),而不用去檢查每個(gè)主機(jī);DHCP不會同時(shí)租借相同的IP地址給兩臺主機(jī);DHCP管理員可以約束特定的計(jì)算機(jī)使用特定的IP地址;可以為每個(gè)DHCP作用域設(shè)置很多選項(xiàng);客戶機(jī)在不同子網(wǎng)間移動(dòng)時(shí)不需要重新設(shè)置IP地址。
但同時(shí)也存在不少缺點(diǎn):DHCP不能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上非DHCP客戶機(jī)已經(jīng)在使用的IP地址;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上存在多個(gè)DHCP服務(wù)器時(shí),一個(gè)DHCP服務(wù)器不能查出已被其它服務(wù)器租出去的IP地址;DHCP服務(wù)器不能跨路由器與客戶機(jī)通信,除非路由器允許BOOTP轉(zhuǎn)發(fā)。
DHCP服務(wù)器工作原理
DHCP服務(wù)的工作過程是這樣的:
1.發(fā)現(xiàn)階段,即DHCP客戶機(jī)尋找DHCP服務(wù)器的階段。DHCP客戶機(jī)以廣播方式(因?yàn)镈HCP服務(wù)器的IP地址對于客戶機(jī)來說是未知的)發(fā)送DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息來尋找DHCP服務(wù)器,即向地址255.255.255.255發(fā)送特定的廣播信息。網(wǎng)絡(luò)上每一臺安裝了TCP/IP協(xié)議的主機(jī)都會接收到這種廣播信息,但只有DHCP服務(wù)器才會做出響應(yīng)(如圖1)。
2.提供階段,即DHCP服務(wù)器工作原理所示,提供IP地址的階段。在網(wǎng)絡(luò)中接收到DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息的DHCP服務(wù)器都會做出響應(yīng),它從尚未出租的IP地址中挑選一個(gè)分配給DHCP客戶機(jī),向DHCP客戶機(jī)發(fā)送一個(gè)包含出租的IP地址和其他設(shè)置的DHCP offer提供信息(如圖2)。
3.選擇階段,即DHCP客戶機(jī)選擇某臺DHCP服務(wù)器提供的IP地址的階段。如果有多臺DHCP服務(wù)器向DHCP客戶機(jī)發(fā)來的DHCP offer提供信息,則DHCP客戶機(jī)只接受第一個(gè)收到的DHCP offer提供信息,然后它就以廣播方式回答一個(gè)DHCP request請求信息,該信息中包含向它所選定的DHCP服務(wù)器請求IP地址的內(nèi)容。之所以要以廣播方式回答,是為了通知所有的DHCP服務(wù)器,他將選擇某臺DHCP服務(wù)器所提供的IP地址(如圖3)。
4.確認(rèn)階段,即DHCP服務(wù)器工作原理當(dāng)中,確認(rèn)所提供的IP地址的階段。當(dāng)DHCP服務(wù)器收到DHCP客戶機(jī)回答的DHCP request請求信息之后,它便向DHCP客戶機(jī)發(fā)送一個(gè)包含它所提供的IP地址和其他設(shè)置的DHCP ack確認(rèn)信息,告訴DHCP客戶機(jī)可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客戶機(jī)便將其TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)卡綁定,另外,除DHCP客戶機(jī)選中的服務(wù)器外,其他的DHCP服務(wù)器都將收回曾提供的IP地址(如圖4)。
5.重新登錄。以后DHCP客戶機(jī)每次重新登錄網(wǎng)絡(luò)時(shí),就不需要再發(fā)送DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息了,而是直接發(fā)送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當(dāng)DHCP服務(wù)器收到這一信息后,它會嘗試讓DHCP客戶機(jī)繼續(xù)使用原來的IP地址,并回答一個(gè)DHCP ack確認(rèn)信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機(jī)使用時(shí)(比如此IP地址已分配給其它DHCP客戶機(jī)使用),則DHCP服務(wù)器給DHCP客戶機(jī)回答一個(gè)DHCP nack否認(rèn)信息。當(dāng)原來的DHCP客戶機(jī)收到此DHCP nack否認(rèn)信息后,它就必須重新發(fā)送DHCP discover發(fā)現(xiàn)信息來請求新的IP地址。
6.更新租約。DHCP服務(wù)器向DHCP客戶機(jī)出租的IP地址一般都有一個(gè)租借期限,期滿后DHCP服務(wù)器便會收回出租的IP地址。如果DHCP客戶機(jī)要延長其IP租約,則必須更新其IP租約。DHCP客戶機(jī)啟動(dòng)時(shí)和IP租約期限過一半時(shí),DHCP客戶機(jī)都會自動(dòng)向DHCP服務(wù)器發(fā)送更新其IP租約的信息。
為了便于理解,我們把DHCP客戶機(jī)比做餐館里的客人,DHCP服務(wù)器工作原理當(dāng)中,服務(wù)器比做服務(wù)員(一個(gè)餐館里也可以有多個(gè)服務(wù)員),IP地址比做客戶需要的食物。那么可以這樣描述整個(gè)過程:客人走進(jìn)餐館,問:“有沒有服務(wù)員?。?rdquo;(DHCP discover),多個(gè)服務(wù)員同時(shí)回答:“有,我這有雞翅”“有,我這有漢堡”(DHCP offer)??腿苏f:“好吧,我要一份漢堡”(DHCP request,這個(gè)客人比較死板,總是選擇第一次聽到的食物),端著漢堡的服務(wù)員回應(yīng)了一聲:“來啦”(DHCP ack),并把食物端到客人面前,供其享用(將網(wǎng)卡和IP地址綁定)??腿讼麓蝸淼臅r(shí)候,就直接找上次那個(gè)服務(wù)員點(diǎn)自己喜歡的漢堡了(DHCP request),如果還有漢堡,服務(wù)員會再次確認(rèn)并上菜(DHCP ack),而如果已經(jīng)賣完了,服務(wù)員則會告訴客人:“不好意思,已經(jīng)賣完了”(DHCP nack)。當(dāng)然,服務(wù)員隔一段時(shí)間會來收拾一次桌子,除非客人特別說明這菜還要繼續(xù)吃的,服務(wù)員會將剩菜端走。