DHCP

百科解釋

目錄·適用性
·歷史
·原理
·協(xié)議結(jié)構(gòu)
·技術(shù)細(xì)節(jié)
·參考文獻(xiàn)

DHCP用一臺(tái)或一組DHCP服務(wù)器來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的分配，這種方案具有容錯(cuò)性。即使在一個(gè)僅擁有少量機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)中，DHCP仍然是有用的，因?yàn)橐慌_(tái)機(jī)器可以幾乎不造成任何影響地被增加到本地網(wǎng)絡(luò)中。
甚至對(duì)于那些很少改變地址的服務(wù)器來(lái)說(shuō)，DHCP仍然被建議用來(lái)設(shè)置它們的地址。這樣，如果服務(wù)器需要被重新分配地址（RFC2071）的時(shí)候，就可以在盡可能少的地方去做這些改動(dòng)。對(duì)于一些設(shè)備，如路由器和防火墻，則不應(yīng)使用DHCP。把TFTP或SSH服務(wù)器放在同一臺(tái)運(yùn)行DHCP的機(jī)器上也是有用的，目的是為了集中管理。
DHCP也可用于直接為服務(wù)器和桌面計(jì)算機(jī)分配地址，并且通過一個(gè)PPP代理，也可為撥號(hào)及寬帶主機(jī)，以及住宅NAT網(wǎng)關(guān)和路由器分配地址。DHCP一般不適用于使用在無(wú)邊際路由器和DNS服務(wù)器上。

歷史

DHCP于1993年10月成為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，其前身是BOOTP協(xié)議。當(dāng)前的DHCP定義可以在RFC 2131中找到，而基于IPv6的建議標(biāo)準(zhǔn)（DHCPv6）可以在RFC 3315中找到。

原理

動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)定協(xié)定（DHCP）是一種使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠集中管理和自動(dòng)分配 IP 網(wǎng)絡(luò)地址的通信協(xié)議。在 IP 網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)連接 Internet 的設(shè)備都需要分配唯一的 IP 地址。 DHCP 使網(wǎng)絡(luò)管理員能從中心結(jié)點(diǎn)監(jiān)控和分配 IP 地址。當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)移到網(wǎng)絡(luò)中的其它位置時(shí)，能自動(dòng)收到新的 IP 地址。
　　DHCP 使用了租約的概念，或稱為計(jì)算機(jī) IP 地址的有效期。租用時(shí)間是不定的，主要取決于用戶在某地聯(lián)接 Internet 需要多久，這對(duì)于教育行業(yè)和其它用戶頻繁改變的環(huán)境是很實(shí)用的。通過較短的租期， DHCP 能夠在一個(gè)計(jì)算機(jī)比可用 IP 地址多的環(huán)境中動(dòng)態(tài)地重新配置網(wǎng)絡(luò)。
　　DHCP 支持為計(jì)算機(jī)分配靜態(tài)地址，如需要永久性 IP 地址的 Web 服務(wù)器。
　　DHCP 和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò) IP 管理協(xié)議 BOOTP 類似。目前兩種配置管理協(xié)議都得到了普遍使用，其中 DHCP 更為先進(jìn)。某些操作系統(tǒng)，如 Windows NT/2000, 都帶有 DHCP 服務(wù)器。 DHCP 或 BOOTP 客戶端是裝在計(jì)算機(jī)中的一個(gè)程序，這樣就可以對(duì)其進(jìn)行配置操作。

協(xié)議結(jié)構(gòu)

Op – 消息操作代碼，既可以是引導(dǎo)請(qǐng)求（BOOTREQUEST）也可以是引導(dǎo)答復(fù)（BOOTREPLY）
Htype – 硬件地址類型
Hlen – 硬件地址長(zhǎng)度
Xid –處理ID
Secs –客戶機(jī)地址獲取，進(jìn)程恢復(fù)消耗的時(shí)刻
Flags –標(biāo)記
Ciaddr –客戶機(jī) IP地址
Yiaddr –“你的”（客戶機(jī)） IP 地址
Siaddr –在 bootstrap 中使用的下一臺(tái)服務(wù)器的IP地址
Giaddr –用于導(dǎo)入的接替代理IP地址
Chaddr –客戶機(jī)硬件
Sname –任意服務(wù)器主機(jī)名稱，空終止符
File –DHCP 發(fā)現(xiàn)協(xié)議中的引導(dǎo)文件名、空終止符、屬名或者空，DHCP供應(yīng)協(xié)議中的受限目錄路徑名
Options –可選參數(shù)字段。參考定義選擇列表中的選擇文件

技術(shù)細(xì)節(jié)

Schema of a typical DHCP session

DHCP統(tǒng)一使用兩個(gè)IANA分配的端口作為BOOTP：服務(wù)器端使用67/udp，客戶端使用68/udp。
DHCP運(yùn)行分為四個(gè)基本過程，分別為請(qǐng)求IP租約、提供IP租約、選擇IP租約和確認(rèn)IP租約。
客戶在獲得了一個(gè)IP地址以后，就可以發(fā)送一個(gè)ARP請(qǐng)求來(lái)避免由于DHCP服務(wù)器地址池重疊而引發(fā)的IP沖突。

DHCP發(fā)現(xiàn)
客戶在物理子網(wǎng)上發(fā)送廣播來(lái)尋找可用的服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)管理員可以配置一個(gè)本地路由來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)DHCP包給另一個(gè)子網(wǎng)上的DHCP服務(wù)器。該客戶實(shí)現(xiàn)生成一個(gè)目的地址為255.255.255.255或者一個(gè)子網(wǎng)廣播地址的UDP包。
客戶也可以申請(qǐng)它使用的最后一個(gè)IP地址（在下面的例子里為192.168.1.100）。如果該客戶所在的網(wǎng)絡(luò)中此IP仍然可用，服務(wù)器就可以準(zhǔn)許該申請(qǐng)。否則，就要看該服務(wù)器是授權(quán)的還是非授權(quán)的。授權(quán)服務(wù)器會(huì)拒絕請(qǐng)求，使得客戶立刻申請(qǐng)一個(gè)新的IP。非授權(quán)服務(wù)器僅僅忽略掉請(qǐng)求，導(dǎo)致一個(gè)客戶端請(qǐng)求的超時(shí)，于是客戶端就會(huì)放棄此請(qǐng)求而去申請(qǐng)一個(gè)新的IP地址。

DHCP提供
當(dāng)DHCP服務(wù)器收到一個(gè)來(lái)自客戶的IP租約請(qǐng)求時(shí)，它會(huì)提供一個(gè)IP租約。DHCP為客戶保留一個(gè)IP地址，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)DHCPOFFER消息給客戶。該消息包含客戶的MAC地址、服務(wù)器提供的IP地址、子網(wǎng)掩碼、租期以及提供IP的DHCP服務(wù)器的IP。
服務(wù)器基于在CHADDR字段指定的客戶硬件地址來(lái)檢查配置。這里的服務(wù)器，192.168.1.1，將IP地址指定于YIADDR字段。

DHCP請(qǐng)求
當(dāng)客戶PC收到一個(gè)IP租約提供時(shí)，它必須告訴所有其他的DHCP服務(wù)器它已經(jīng)接受了一個(gè)租約提供。因此，該客戶會(huì)發(fā)送一個(gè)DHCPREQUEST消息，其中包含提供租約的服務(wù)器的IP。當(dāng)其他DHCP服務(wù)器收到了該消息后，它們會(huì)收回所有可能已提供給客戶的租約。然后它們把曾經(jīng)給客戶保留的那個(gè)地址重新放回到可用地址池中，這樣，它們就可以為其他計(jì)算機(jī)分配這個(gè)地址。任意數(shù)量的DHCP服務(wù)器都可以響應(yīng)同一個(gè)IP租約請(qǐng)求，但是每一個(gè)客戶網(wǎng)卡只能接受一個(gè)租約提供。

DHCP確認(rèn)
當(dāng)DHCP服務(wù)器收到來(lái)自客戶的DHCPREQUEST消息后，它就開始了配置過程的最后階段。這個(gè)響應(yīng)階段包括發(fā)送一個(gè)DHCPACK包給客戶。這個(gè)包包含租期和客戶可能請(qǐng)求的其他所有配置信息。這時(shí)候，TCP/IP配置過程就完成了。
該服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求并發(fā)送響應(yīng)給客戶。整個(gè)系統(tǒng)期望客戶來(lái)根據(jù)選項(xiàng)來(lái)配置其網(wǎng)卡。

DHCP信息
The client sends a request to the DHCP server: either to request more information than the server sent with the original DHCPACK; or to repeat data for a particular application - for example, browsers use DHCP Inform to obtain web proxy settings via WPAD. Such queries do not cause the DHCP server to refresh the IP expiry time in its database.

DHCP釋放
The client sends a request to the DHCP server to release the DHCP and the client unconfigures its IP address. As clients usually do not know when users may unplug them from the network, the protocol does not mandate the sending of DHCP Release.

客戶配置參數(shù)
A DHCP server can provide optional configuration parameters to the client. RFC 2132 describes the available DHCP options defined by Internet Assigned Numbers Authority (IANA) - DHCP and BOOTP PARAMETERS.

Options
DHCP Option 60 is an option for specifying the Vendor Class Identifier.[1] Within the DHCP there is default route. Option60 is the Vendor ID. Based on this option, you can make special decisions on the CPE to treat the STB. The biggest benefit with using DHCP option 60 is that you do not need to define a port to be bridge or router. Bridging is based on the MAC address of the option 60 so a switch could be connected to the SE567 and have both PC&＃39;&＃39;&＃39;&＃39;s and STB&＃39;&＃39;&＃39;&＃39;s on a single interface.
Option 60 can be used by DHCP clients to identify the vendor and functionality of a DHCP client. The information is a variable length string of characters or octets which has a meaning specified by the vendor of the DHCP client. One method that a DHCP client can communicate that it is using a certain type of hardware or firmware, is to set a value in its DHCP requests called the Vendor Class Identifier (VCI) (Option 60). This method has a DHCP server differentiate between the two kinds of CMs and process the requests from the two types of modems appropriately. Some types of set-top boxes also set the VCI (Option 60) to inform the DHCP server about the hardware type and functionality of the device. The value that this option is set to gives the DHCP server a hint about any required extra information that this client needs in a DHCP response.

參考文獻(xiàn)

DHCP 協(xié)議詳細(xì)資料

通信詞典解釋