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DHCP服务器如何为主机动态分配IP地址?

DHCP是”动态主机配置协议”的缩写。它是主机用于获取网络设置信息的应用程序层协议。 DHCP由DHCP服务器控制动态分布网络配置参数, 例如IP地址, 子网掩码和网关地址。

什么是动态主机配置协议?

  • 动态–自动
  • 主机–连接到网络的任何计算机
  • 配置–配置主机意味着向主机提供网络信息(IP地址, 子网掩码, 网关地址)
  • 协议–规则集

总结起来, DHCP服务器可以动态配置网络中的主机。

手动配置主机的缺点:

当主机连接到网络时, 可以通过网络管理员或DHCP服务器手动配置主机。对于家庭网络, 手动配置非常容易。在大型网络中, 网络管理员可能会遇到许多问题。

另外, 手动配置容易出错。假设网络管理员可能会分配一个已经分配的IP地址。因此, 给管理员以及网络上的邻居都带来了麻烦。

因此, 这就是DHCP服务器的使用。在讨论DHCP服务器如何工作之前, 让我们先了解一下DHCP实体。

使用DHCP配置主机

要配置主机, 我们需要执行以下操作:

  • 租用的IP地址–主机的IP地址, 该主机持续特定时间, 持续数小时, 数天或数周。
  • 子网掩码–主机可以知道它在哪个网络上。
  • 网关地址–网​​关是将用户连接到Internet的Internet服务提供商。网关地址可让主机知道网关连接到Internet的位置。

DHCP实体

  • DHCP服务器:它会自动提供租赁的网络信息(IP地址, 子网掩码, 网关地址)。持续时间到期后, 可以将该网络信息分配给其他计算机。它还维护着存储可用IP地址的数据存储。
  • DHCP客户端: 任何向网络请求IP地址分配的节点都被视为DHCP客户端。
  • DHCP中继代理:如果我们只有一个用于多个LAN的DHCP服务器, 那么在每个网络中都存在的该代理会将DHCP请求转发给DHCP服务器。因此, 使用DHCP中继代理, 我们可以通过单个服务器配置多个LAN。

DHCP服务器如何为主机分配IP地址?

  1. DHCP发现:当新节点连接到网络时, 它将向网络上包括服务器在内的每个节点广播DHCPDISCOVER消息, 该消息包含源地址0.0.0.0。 DHCP服务器在收到消息后, 将DHCPOFFER消息返回到所请求的主机, 该主机包含服务器地址和节点的新IP地址。
  2. DHCPOFFER:如果网络上有多个服务器, 则主机会收到多个DHCPOFFER消息。由主机来选择特定的消息。
  3. DHCP请求:被请求的主机在收到要约消息后, 会再次在网络上广播DHCPREQUEST消息, 其主机接受了要约消息的服务器地址。与主机发送的服务器地址相关的服务器检查要分配给该节点的地址在数据存储中是否可用。
  4. DHCPACK:如果分配了地址, 则会将存储中的IP地址标记为不可用, 以确保一致性。现在, 服务器将DHCPACK数据包发送到所请求的主机, 该主机包含网络信息(IP地址, 子网掩码, 网关地址)。在这种情况下, 如果同时将地址分配给其他计算机, 则服务器将DHCPNAK数据包发送到请求的主机, 指示IP地址已分配给其他计算机。
  5. DHCPRELEASE:最后, 如果主机希望移至其他网络或已经完成工作, 则它将DHCPRELEASE数据包发送到服务器, 指示它希望断开连接。然后, 服务器将IP地址标记为在存储中可用, 以便可以将其分配给其他计算机。

参考文献:

参考DHCP协议,

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