DHCP(动态主机配置协议)

DHCP(动态主机配置协议)

在大型企业网络中,一般会有大量的主机等终端设备。每个终端都需要配置IP地址等网络参数才能接入网络。在小型网络中,终端数量很少,可以手动配置IP地址。但是在大中型网络中,终端数量很多,手动配置IP地址工作量大,而且配置时容易导致IP地址冲突等错误。

DHCP可以为网络终端动态分配IP地址,解决了手工配置IP地址时的各种问题。

DHCP报文类型:

动态描述:DHCP客户端初次接入网络时,会发送DHCP发现报文(DHCP Discover),用于查找和定位DHCP服务器。DHCP服务器在收到DHCP发现报文后,发送DHCP提供报文(DHCP Offer),此报文中包含IP地址等配置信息(IP、DNS等)。在DHCP客户端收到服务器发送的DHCP提供报文后,会发送DHCP请求报文(DHCP Request),另外在DHCP客户端获取IP地址并重启后,同样也会发送DHCP请求报文,用于确认分配的IP地址等配置信息。DHCP客户端获取的IP地址租期快要到期时,也发送DHCP请求报文向服务器申请延长IP地址租期。收到DHCP客户端发送的DHCP请求报文后,DHCP服务器会回复DHCP确认报文(DHCP ACK)。客户端收到DHCP确认报文后,会将获取的IP地址等信息进行配置和使用。如果DHCP服务器收到DHCP-REQUEST报文后,没有找到相应的租约记录,则发送DHCP-NAK报文作为应答,告知DHCP客户端无法分配合适IP地址。DHCP客户端通过发送DHCP释放报文(DHCP Release)来释放IP地址。收到DHCP释放报文后,DHCP服务器可以把该IP地址分配给其他DHCP客户端。

工作原理:

为了获取IP地址等配置信息,DHCP客户端需要和DHCP服务器进行报文交互。首先,DHCP客户端发送DHCP发现报文来发现DHCP服务器。DHCP服务器会选取一个未分配的IP地址,向DHCP客户端发送DHCP提供报文。此报文中包含分配给客户端的IP地址和其他配置信息。如果存在多个DHCP服务器,每个DHCP服务器都会响应。如果有多个DHCP服务器向DHCP客户端发送DHCP提供报文,DHCP客户端将会选择收到的第一个DHCP提供报文,然后发送DHCP请求报文,报文中包含请求的IP地址。收到DHCP请求报文后,提供该IP地址的DHCP服务器会向DHCP客户端发送一个DHCP确认报文,包含提供的IP地址和其他配置信息。DHCP客户端收到DHCP确认报文后,会发送免费ARP报文,检查网络中是否有其他主机使用分配的IP地址。如果指定时间内没有收到ARP应答,DHCP客户端会使用这个IP地址。如果有主机使用该IP地址,DHCP客户端会向DHCP服务器发送DHCP拒绝报文,通知服务器该IP地址已被占用。然后DHCP客户端会向服务器重新申请一个IP地址。

租期更新:申请到IP地址后,DHCP客户端中会保存三个定时器,分别用来控制租期更新,租期重绑定和租期失效。DHCP服务器为DHCP客户端分配IP地址时会指定三个定时器的值。如果DHCP服务器没有指定定时器的值,DHCP客户端会使用缺省值,缺省租期为1天。默认情况下,还剩下50%的租期时,DHCP客户端开始租约更新过程,DHCP客户端向分配IP地址的服务器发送DHCP请求报文来申请延长IP地址的租期。DHCP服务器向客户端发送DHCP确认报文,给予DHCP客户端一个新的租期。

重绑定:DHCP客户端发送DHCP请求报文续租时,如果DHCP客户端没有收到DHCP服务器的DHCP应答报文。默认情况下,重绑定定时器在租期剩余12.5%的时候超时,超时后,DHCP客户端会认为原DHCP服务器不可用,开始重新发送DHCP请求报文。网络上任何一台DHCP服务器都可以应答DHCP确认或DHCP非确认报文。如果收到DHCP确认报文,DHCP客户端重新进入绑定状态,复位租期更新定时器和重绑定定时器。如果收到DHCP非确认报文,DHCP客户端进入初始化状态。此时,DHCP客户端必须立刻停止使用现有IP地址,重新申请IP地址。

IP地址释放:租期定时器是地址失效进程中的最后一个定时器,超时时间为IP地址的租期时间。如果DHCP客户端在租期失效定时器超时前没有收到服务器的任何回应,DHCP客户端必须立刻停止使用现有IP地址,发送DHCP Release报文,并进入初始化状态。然后,DHCP客户端重新发送DHCP发现报文,申请IP地址。

注意:当在DHCP服务器上都启用了全局地址和接口地址的配置时,接口地址的配置是生效的。即接口地址池优先级大于全局地址池。

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