DHCP详解
概述
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作, 主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作 中央管理的手段,在RFC 2131中有详细的描述。DHCP有3个端口,其中UDP67和UDP68为正常的DHCP服务端口,分别作为DHCP Server和DHCP Client的服务端口;546号端口用于DHCPv6 Client,而不用于DHCPv4,是为DHCP failover服务,这是需要特别开启的服务,DHCP failover是用来做“双机热备”的。
- 中文名:动态主机配置协议
- 外文名:Dynamic Host Configuration Protocol
- 类 型:计算机网络应用层协议
- 简 称:DHCP
功能概述
- DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、 Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。DHCP协议采用客户端/服务器模型,主机地址的动态分配任务由网络主机驱动。当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时,才会向网络主机发送相关的地址配置等信息,以实现网络主机地址信息的动态配置。DHCP具有以下功能:
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1. 保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用。2. DHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址。3. 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有三种机制分配IP地址:1) 自动分配方式(Automatic Allocation),DHCP服务器为主机指定一个永久性的IP地址,一旦DHCP客户端第一次成功从DHCP服务器端租用到IP地址后,就可以永久性的使用该地址。2) 动态分配方式(Dynamic Allocation),DHCP服务器给主机指定一个具有时间限制的IP地址,时间到期或主机明确表示放弃该地址时,该地址可以被其他主机使用。3) 手工分配方式(Manual Allocation),客户端的IP地址是由网络管理员指定的,DHCP服务器只是将指定的IP地址告诉客户端主机。三种地址分配方式中,只有动态分配可以重复使用客户端不再需要的地址。DHCP消息的格式是基于BOOTP(Bootstrap Protocol)消息格式的,这就要求设备具有BOOTP中继代理的功能,并能够与BOOTP客户端和DHCP服务器实现交互。BOOTP中继代理的功 能,使得没有必要在每个物理网络都部署一个DHCP服务器。RFC 951和RFC 1542对BOOTP协议进行了详细描述
相关介绍
DHCP客户端
在支持DHCP功能的网络设备上将指定的端口作为DHCP Client,通过DHCP协议从DHCP Server动态获取IP地址等信息,来实现设备的集中管理。一般应用于网络设备的网络管理接口上。
DHCP客户端可以带来如下好处:
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降低了配置和部署设备时间。
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降低了发生配置错误的可能性。
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可以集中化管理设备的IP地址分配
DHCP服务器
DHCP中继代理
DHCPRelay(DHCPR)DHCP中继 也叫做DHCP中继代理。DHCP中继代理,就是在DHCP服务器和客户端
之间转发DHCP数据包。当DHCP客户端与服务器不在同一个子网上,就必须有DHCP中继代理来转发DHCP请求和应答消息。DHCP中继 代理的数据转发,与通常路由转发是不同的,通常的路由转发相对来说是透明传输的,设备一般不会修改IP包内容。而DHCP中继代理接收到DHCP消息后, 重新生成一个DHCP消息,然后转发出去。
在DHCP客户端看来,DHCP中继代理就像DHCP服务器;在DHCP服务器看来,DHCP中继代理就像DHCP客户端。
工作原理
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DHCP Client以广播的方式发出DHCP Discover报文。
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所有的DHCP Server都能够接收到DHCP Client发送的DHCP Discover报文,所有的DHCP Server都会给出响应,向DHCP Client发送一个DHCP Offer报文。DHCP Offer报文中“Your(Client) IP Address”字段就是DHCP Server能够提供给DHCP Client使用的IP地址,且DHCP Server会将自己的IP地址放在“option”字段中以便DHCP Client区分不同的DHCP Server。DHCP Server在发出此报文后会存在一个已分配IP地址的纪录。
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DHCP Client只能处理其中的一个DHCP Offer报文,一般的原则是DHCP Client处理最先收到的DHCP Offer报文。DHCP Client会发出一个广播的DHCP Request报文,在选项字段中会加入选中的DHCP Server的IP地址和需要的IP地址。
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DHCP Server收到DHCP Request报文后,判断选项字段中的IP地址是否与自己的地址相同。如果不相同,DHCP Server不做任何处理只清除相应IP地址分配记录;如果相同,DHCP Server就会向DHCP Client响应一个DHCP ACK报文,并在选项字段中增加IP地址的使用租期信息。
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DHCP Client接收到DHCP ACK报文后,检查DHCP Server分配的IP地址是否能够使用。如果可以使用,则DHCP Client成功获得IP地址并根据IP地址使用租期自动启动续延过程;如果DHCP Client发现分配的IP地址已经被使用,则DHCP Client向DHCPServer发出DHCP Decline报文,通知DHCP Server禁用这个IP地址,然后DHCP Client开始新的地址申请过程。
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DHCP Client在成功获取IP地址后,随时可以通过发送DHCP Release报文释放自己的IP地址,DHCP Server收到DHCP Release报文后,会回收相应的IP地址并重新分配。
在使用租期超过50%时刻处,DHCP Client会以单播形式向DHCP Server发送DHCPRequest报文来续租IP地址。如果DHCP Client成功收到DHCP Server发送的DHCP ACK报文,则按相应时间延长IP地址租期;如果没有收到DHCP Server发送的DHCP ACK报文,则DHCP Client继续使用这个IP地址。
在使用租期超过87.5%时刻处,DHCP Client会以广播形式向DHCP Server发送DHCPRequest报文来续租IP地址。如果DHCP Client成功收到DHCP Server发送的DHCP ACK报文,则按相应时间延长IP地址租期;如果没有收到DHCP Server发送的DHCP ACK报文,则DHCP Client继续使用这个IP地址,直到IP地址使用租期到期时,DHCP Client才会向DHCP Server发送DHCP Release报文来释放这个IP地址,并开始新的IP地址申请过程。
需要说明的是:DHCP客户端可以接收到多个DHCP服务器的DHCPOFFER数据包,然后可能接受任何一个DHCPOFFER数据包,但客户端通常只接受收到的第一个DHCPOFFER数据包。另外,DHCP服务器DHCPOFFER中指定[1] 的地址不一定为最终分配的地址,通常情况下,DHCP服务器会保留该地址直到客户端发出正式请求。
正式请求DHCP服务器分配地址DHCPREQUEST采用广播包,是为了让其它所有发送DHCPOFFER数据包的DHCP服务器也能够接收到该数据包,然后释放已经OFFER(预分配)给客户端的IP地址。
如果发送给DHCP客户端的地址已经被其他DHCP客户端使用,客户端会向服务器发送DHCPDECLINE信息包拒绝接受已经分配的地址信息。
在协商过程中,如果DHCP客户端发送的REQUEST消息中的地址信息不正确,如客户端已经迁移到新的子网或者租约已经过期,DHCP服务器会发送DHCPNAK消息给DHCP客户 端,让客户端重新发起地址请求过程。
DHCP使用情况
什么时候最好使用 DHCP ?
公司内部很多 Laptop计算机使用的场合!因为 Laptop在使用上,当设定为DHCP client 的时候,那么只要它连接上的网域里面有一部可以上网的 DHCP服务器 ,那部Laptop也就可以连接上 Internet 了!
网域内计算机数量相当的多时:另外一个情况就是网域内计算机数量相当庞大时,大到您没有办法一个一个的进行说明来设定他们自己的网络参数,这个时候为了省麻烦,还是架设DHCP 来的方便。
什么情况下不建议使用 DHCP 主机?
Client 在开机的时候会主动的发送讯息给网域上的所有机器,这个时候,如果网域上就是没有DHCP主机呢?那么这部 Client 端计算机会发送四次请求信息,第一次等待时间为 1 秒,其余三次的等待时间分别是 9、13、16 秒。如果还是没有DHCP服务器的响应,那么在5分钟之后,Client端计算机会重复这一动作。
来源:百度百科
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