DHCP工作過程的六個主要步驟


對於學習DHCP來說,很重要的一部分就是對於DHCP工作過程的理解。

DHCP分為兩個部分:一個是服務器端,另一個是客戶端。

所有客戶機的IP地址設定資料都由DHCP服務器集中管理,並負責處理客戶端的DHCP請求;而客戶端則會使用從服務器分配下來的IP地址。

1. DHCP服務器IP分配方式

 

DHCP服務器提供三種IP分配方式:

  • 自動分配(Automatic Allocation)
    自動分配是當DHCP客戶端第一次成功地從DHCP服務器端分配到一個IP地址之后,就永遠使用這個地址。

  • 動態分配(Dynamic Allocation)
    動態分配是當DHCP客戶端第一次從DHCP服務器分配到IP地址后,並非永久地使用該地址,每次使用完后,DHCP客戶端就得釋放這個IP地址,以給其他客戶端使用。

  • 手動分配
    手動分配是由DHCP服務器管理員專門為客戶端指定IP地址。

2. DHCP服務工作流程

DHCP客戶機在啟動時,會搜尋網絡中是否存在DHCP服務器。如果找到,則給DHCP服務器發送一個請求。DHCP服務器接到請求后,為DHCP客戶機選擇TCP/IP配置的參數,並把這些參數發送給客戶端。 如果已配置沖突檢測設置,則DHCP服務器在將租約中的地址提供給客戶機之前會使用Ping測試作用域中每個可用地址的連通性。這可確保提供給客戶的每個IP地址都沒有被使用手動TCP/IP配置的另一台非DHCP計算機使用。

根據客戶端是否第一次登錄網絡,DHCP的工作形式會有所不同。客戶端從DHCP服務器上獲得IP地址的所有過程可以分為以下六個步驟:

其中新客戶端的租約過程的4個步驟。

2.1 工作過程1:尋找DHCP服務器

當DHCP客戶端第一次登錄網絡的時候,計算機發現本機上沒有任何IP地址設定,將以廣播方式發送DHCP discover發現信息來尋找DHCP服務器,即向255.255.255.255發送特定的廣播信息。網絡上每一台安裝了TCP/IP協議的主機都會接收這個廣播信息,但只有DHCP服務器才會做出響應。

2.2 工作過程2:分配IP地址

在網絡中接收到DHCP discover發現信息的DHCP服務器就會做出響應,它從尚未分配的IP地址池中挑選一個分配給DHCP客戶機,向DHCP客戶機發送一個包含分配的IP地址和其他設置的DHCP offer提供信息。

2.3 工作過程3:接受IP地址

DHCP客戶端接受到DHCP offer提供信息之后,選擇第一個接收到的提供信息,然后以廣播的方式回答一個DHCP request請求信息,該信息包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內容。

2.4 工作過程4:IP地址分配確認

當DHCP服務器收到DHCP客戶端回答的DHCP request請求信息之后,便向DHCP客戶端發送一個包含它所提供的IP地址和其他設置的DHCP ack確認信息,告訴DHCP客戶端可以使用它提供的IP地址。然后,DHCP客戶機便將其TCP/IP協議與網卡綁定,另外,除了DHCP客戶機選中的DHCP服務器外,其他的DHCP服務器將收回曾經提供的IP地址。

2.5 工作過程5:重新登錄

以后DHCP客戶端每次重新登錄網絡時,就不需要再發送DHCP discover發現信息了,而是直接發送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當DHCP服務器收到這一信息后,它會嘗試讓DHCP客戶機繼續使用原來的IP地址,並回答一個DHCP ack確認信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機使用時,則DHCP服務器給DHCP客戶機回答一個DHCP nack否認信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCP nack否認信息后,它就必須重新發送DHCP discover發現信息來請求新的IP地址。

客戶端重新登錄

如果客戶端DHCP request 內的IP地址在服務器端沒有被使用,DHCP服務器回復DHCP ACK繼續使用IP。

如果客戶端DHCP request 內的IP地址在服務器端已被使用,DHCP服務器回復DHCP NACK告訴客戶端IP已被使用。

客戶端重新開始DHCP流程。

2.6 工作過程6:更新租約

DHCP服務器向DHCP客戶機出租的IP地址一般都有一個租借期限,期滿后DHCP服務器便會收回出租的IP地址。如果DHCP客戶機要延長其IP租約,則必須更新其IP租約。DHCP客戶機啟動時和IP租約期限到達租約的50%時,DHCP客戶機都會自動向DHCP服務器發送更新其IP租約的信息。


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