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DHCP工作流程

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol ,动态主机配置和谈)是一个局域网的网络和谈 ,被宽泛用来动态分配网络资源 。本文介绍几种常见的DHCP工作流程:新用户的租约天生、客户端的续租、客户端的沉启以及客户端的地址开释 。

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    颁布功夫:2022-12-07

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1 DHCP概述
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol ,动态主机配置和谈)是一个局域网的网络和谈 ,使用UDP和谈工作 ,被宽泛用来动态分配网络资源 ,如IP地址、地址租期、默认网关以及DNS服务器等 。
若选取静态配置主机的IP地址 ,必要思考主机所处的物理地位 ,网络治理员进行手动指定用户的IP地址 ,人力成本较大 。利用DHCP的方式则只必要在服务器上进行统一配置 ,能够实现集中化治理 ,简化配置 。因而 ,在现实利用中 ,DHCP得到宽泛使用 。
                                                                              
2 DHCP工作流程
DHCP选取客户端/服务器工作模式 。DHCP客户端通过向DHCP服务器发送要求获取网络参数 ,DHCP服务器掌管处置客户端的DHCP要求 ,分配网络资源 ,并集中治理所分配的网络参数 。常见的DHCP流程有4种 ,别离是新用户的租约天生过程、客户端的续租过程、客户端的沉启接入过程以及客户端地址开释过程 。接下来本文将具体介绍这4种DHCP流程 。

2.1   DHCP客户端租约

图2-1 DHCP租约天生过程
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当新用户接入网络 ,可通过DHCP方式动态获取IP地址和其他网络参数 。DHCP客户端通过向DHCP服务器发送要求来获取IP地址和其他配相信息 。DHCP服务器掌管响应客户端的DHCP要求 ,以“租约”的大局动态分配IP地址和其他网络资源 。如图2-1所示 ,具体的DHCP租约天生过程如下:
(1) DHCP客户端发送DISCOVER广播包在网络上寻找可用的DHCP服务器 。
(2) 所有接管到客户端DISCOVER数据包的DHCP服务器均会给出响应 ,从地址池中遴选一个尚未分配的IP地址 ,向DHCP客户端以单播/广播方式回应OFFER数据包(凭据DISCOVER报文中flags字段决定是单播回应还是广播回应) 。OFFER数据包中蕴含IP地址、地址租期以及域名信息等 。
(3) DHCP客户端可能会接管到多个DHCP服务器的OFFER报文 ,但客户端通常只接受接管到的第一个OFFER报文 ,而后发送REQUEST广播包 。DHCP客户端发送REQUEST选取广播包 ,是为了通知其它所有发送OFFER数据包的DHCP服务器开释已经预分配给该客户端的IP地址 ?突Ф嗽诜⑺偷腞EQUEST数据包中会参与选中的DHCP服务器IP地址和必要的IP地址 ,正式向服务器要求分配已提供的IP地址 。
(4) DHCP服务器收到REQUEST报文后 ,判断数据包中服务器的IP地址是否与自己的地址一样 。若是不一样 ,则抛弃数据包 ;若是一样 ,DHCP服务器就会处置REQUEST报文并向DHCP客户端响应一个ACK确认报文 ,同样凭据REQUEST报文中flags字段决定是单播回应还是广播回应 。至此 ,客户端可获得一个IP地址 。
必要把稳的是 ,当DHCP客户端接管到ACK确认报文时 ,所分配到的IP地址不能立即便用 ?突Ф吮匾械刂访芗觳 ,检测网络上是否有其他主机也使用了该地址 。若是不矛盾 ,DHCP客户端才使用此地址 。若是客户端发现IP地址产生矛盾 ,会通过发送DHCP DECLINE新闻来通知服务器 ,一段功夫后会沉新向服务器申请地址 。

2.2   DHCP客户端续租

图2-2 DHCP客户端续租过程
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DHCP服务器分配给客户端的动态IP地址通常有肯定的租借期限 ,期满后服务器会收回该IP地址 。若是DHCP客户端但愿持续使用该IP地址 ,就必要进行地址续租 。如图2-2所示 ,具体的DHCP续租流程如下:
(1) 在租期达到一半(即T1)时 ,DHCP客户端会自动向DHCP服务器单播发送DHCP REQUEST报文 ,以要求IP租约的更新 。若是此IP地址有效 ,则DHCP服务器回应DHCP ACK报文 ,通知DHCP客户端已经获得新IP租约 。
(2) 若是在T1时进行的续租操作失败(例如DHCP服务器未响应) ,DHCP客户端会在租期达到7/8(即T2)时 ,进行广播发送DHCP REQUEST报文再次进行续约 。DHCP服务器的处置方式同上 。

2.3   DHCP客户端沉启

图2-3 DHCP客户端沉启过程(一)
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图2-4 DHCP客户端沉启过程(二)
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当DHCP客户端进行沉启 ,再次登录网络时 ,如图2-3、图2-4所示 ,具体的DHCP客户端沉启流程如下:
(1) DHCP客户端广播发送DHCP REQUEST报文进行地址要求 ,该报文里携带上次服务器分配给它的IP地址 ,而不必要再次发送DHCP DISCOVER报文沉新进行齐全的四步租约天生过程 。
(2) DHCP服务器收到DHCP REQUEST报文后 ,若是客户端申请的地址没有被分配 ,则返回DHCP ACK确认报文 ,通知该DHCP客户端持续使用原来的IP地址 ,如图2-3所示 。
若是该IP地址已被分配给其他客户端使用 ,DHCP服务器将返回DHCP NAK报文 ,如图2-4所示 ?突Ф耸盏紻HCP NAK报文后 ,将发送DHCP DISCOVER报文 ,沉新进行租约天生(如图2-1) ,要求新的IP地址 。

2.4   DHCP客户端地址开释

图2-5 DHCP客户端地址开释过程
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当DHCP客户端不必要DHCP服务器分配的IP地址时 ,能够自动开释 ,如图2-5所示 ,具体的DHCP客户端地址开释流程如下:
(1) DHCP客户端向DHCP服务器发送DHCP RELEASE报文 ,通知DHCP服务器开释该IP地址的租约 。
(2) DHCP服务器收到DHCP RELEASE报文后 ,向客户端回应一个DHCP ACK确认报文 ,并回收该IP地址 。DHCP服务器会临时保留该DHCP客户端的配相信息 ,以便该DHCP客户端沉新申请地址时 ,沉用这些参数 。
                                                                           
3 结论
DHCP通过地址租用的大局 ,提高了IP地址的使用率 。此表 ,选取DHCP方式进行动态分配网络参数 ,可降低网络接入成本 ,简化配置工作 ,同时可实现集中化的治理 。因而 ,DHCP技术在现实网络建设中被宽泛使用 。本文对DHCP常见的几种工作流程进行了具体的介绍 ,但愿援手读者更好地相识DHCP 。
                                                                               
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