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| FreeBSD连载(71)：DHCP的工作过程 |
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| 作者:王波 |
| 设置DHCP 动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是用于对多个客户计算机集中分配IP地址以及IP地址相关的信息的协议，这样就能将IP地址和TCP/IP的设置统一管理起来，而避免不必要的地址冲突的问题，因此常常用在网络中对众多DOS/Windows计算机的管理方面，节省了网络管理员手工设置和分配地址的麻烦。 除了能够方便管理之外，DHCP还能略微达到节省IP地址的目的。假设网络中有50个计算机，但只有40个 IP地址，但是这50台计算机不会同时启动，IP地址应该满足要求。如果使用静态IP地址的设置方式，还是会遇到分配地址的困难，因为计算机的使用是随机的，无论怎样分配地址都无法避免出现冲突现象，而使用DHCP就能避免这个问题。 DHCP也能用于统一设置其他的一些IP设置，如缺省路由、DNS服务器等等，使用它能减少一个大型网络的管理任务。 DHCP是从原有的BootP协议发展起来的，原来的目的是为无盘工作站分配IP地址的协议，当前更多的用于集中管理IP地址。然而DHCP协议也有其缺点，例如一台DHCP客户计算机没有一个固定的IP地址，而对于提供网络服务的服务器来讲，经常变化的IP地址并不适合。并且当前的DNS协议并不能和DHCP协作，为DHCP客户直接提供主机名解析任务。 DHCP的工作过程 DHCP工作时要求客户机和服务器进行交互，由客户机通过广播向服务器发起申请IP地址的请求，然后由服务器分配一个IP地址以及其他的TCP/IP设置信息。整个过程可以分为以下步骤： IP地址租用申请：DHCP客户机的TCP/IP首次启动时，就要执行DHCP客户程序，以进行TCP/IP 的设置。由于此时客户机的TCP/IP还没有设置完毕，就只能使用广播的方式发送DHCP请求信息包，广播包使用 UDP端口67和68进行发送，广播信息中包括了客户机的网络界面的硬件地址和计算机名字，以提供DHCP服务器进行分配。 IP地址租用提供：当接收到DHCP客户机的广播信息之后，所有的DHCP服务器均为这个客户机分配一个合适的IP地址，将这些IP地址、网络掩码、租用时间等信息，按照DHCP客户提供的硬件地址发送回DHCP客户机。这个过程中对DHCP服务器没有对客户计算机进行限制，因此客户机能收到多个IP地址提供信息。 IP地址租用选择：由于客户机接收到多个服务器发送的多个IP地址提供信息，客户机将选择一个IP地址，拒绝其他提供的IP地址，以便这些地址能分配给其他客户。客户机将向它选择的服务器发送选择租用信息。 IP地址租用确认：服务器将收到客户的选择信息，如果也没有例外发生，将回应一个确认信息，将这个IP地址真正分配给这个客户机。客户机就能使用这个IP地址及相关的TCP/IP数据，来设置自己的TCP/IP堆栈。 更新租用：DHCP中，每个IP地址是有一定租期的，若租期已到，DHCP服务器就能够将这个IP地址重新分配给其他计算机。因此每个客户计算机应该提前不断续租它已经租用的IP地址，服务器将回应客户机的请求并更新该客户机的租期设置。一旦服务器返回不能续租的信息，那么DHCP客户机只能在租期到达时放弃原有的IP地址，重新申请一个新 IP地址。为了避免发生问题，续租在租期达到50%时就将启动，如果没有成功将不断启动续租请求过程。 释放IP地址租用：客户机可以主动释放自己的IP地址请求，也可以不释放，但也不续租，等待租期过期而释放占用的IP地址资源。 由于DHCP依赖于广播信息，因此一般的情况下，客户机和服务器应该位于同一个网络之内。然而可以设置网络中的路由器为可以转发BootP广播包，使得服务器和客户机可以位于两个不同的网络中。然而配置转发广播信息，不是一个很好的解决办法，更好的办法为使用DHCP中转计算机，DHCP中转计算机和DHCP客户机位于同一个网络中，来回应客户机的租用请求，然而它不维护DHCP数据和拥有IP地址资源，它只是将请求通过TCP/IP转发给位于另一个网络上的DHCP服务器，进行实际的IP地址分配和确认。 未完，待续。。。 |
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