第12章 自举与自动配置.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,12,章 自举与自动配置,本章学习目标,了解自举与引导协议的概念,理解,BOOTP,的工作原理,描述,DHCP,的三种地址分配方法,了解,DHCP,的工作状态切换过程,自举与引导协议,自举是指引导操作系统的过程，而操作系统的运行是执行其他程序的前提,要完成自举过程，需要获取配置信息、操作系统映像和相关程序文件等内容,引导协议就是用于获取配置信息的协议，它主要为无盘工作站或某些网络设备服务，可使客户端从网络中的服务上获取,IP,地址和引导文件的路径等相关配置信息,BOOTP,（引导协议）和,DHCP,（动态主机配置协议）是两种常用的引导协议,12.1 BOOTP,协议,无盘工作站与一些复杂的网络设备，通常将引导系统所需的启动程序，存放在非易失性的,ROM,存储器中，一般,ROM,的容量都不大，只包含短小的启动程序，引导系统所需的系统映像和相关配置信息都需要从别处获取,进行系统引导时，可以通过,RARP,协议从服务器获取,IP,地址，但,RARP,有如下缺点：,只能获取,IP,地址，无法得到其他配置信息,RARP,是链路层协议，无法处理装有可配置网卡的计算机,BOOTP,是一种基于客户端,-,服务器模式的应用层协议，它克服了,RARP,的缺点，在一个,BOOTP,报文中，不但有客户端,IP,地址的信息，还包含了各种配置信息，如服务器地址、路由器地址、引导文件路径和厂商信息等,12.1.1 BOOTP,的工作原理,自举过程分为两个阶段：,一、获取配置信息和引导文件的路径,二、获取引导文件本身,BOOTP,只能完成第一阶段的任务，向客户端提供所需的,IP,地址和相关信息，并给出引导文件的路径,第二阶段主要是文件传送过程，一般采用,TFTP,或,FTP,协议来实现,12.1.1 BOOTP,的工作原理,BOOTP,基于客户端,-,服务器模式，客户端与服务器之间的信息交换以请求,/,响应的方式进行,BOOTP,使用两个不同的,UDP,通信端口，,BOOTP,服务器使用,67,端口，,BOOTP,客户端使用,68,端口,BOOTP,报文的封装,12.1.1 BOOTP,的工作原理,BOOTP,的报文交换过程如下：,客户端（无盘工作站或网络设备）使用有限广播地址在网络中广播它的,BOOTP,请求,服务器收到请求后，根据客户端提供的硬件地址，在配置表中查找匹配的,IP,地址,由于客户端还不知道它自己的,IP,地址，所以服务器也使用有限广播地址来发送,BOOTP,响应,客户端收到响应后，就可以使用服务器提供的,IP,地址收发,IP,数据报了,BOOTP,要求在,UDP,中使用检验和（,Checksum,）字段，用于检测数据是否遭到破坏,在发分组时需要将“请勿分段”（,Do Not Fragment,）位置位，这样内存不足的计算机就无需重组数据报,BOOTP,使用超时与重传机制来避免分组丢失,BOOTP,可以为每台计算机提供一个惟一的,IP,地址,(,静态,),12.1.2 BOOTP,报文格式,12.1.2 BOOTP,报文格式,“特定厂商区域”字段中的选项条目格式示例,2.2 DHCP,协议,DHCP,是在,TCP/IP,网络上使计算机或网络设备获得配置信息的引导协议，它是,BOOTP,的扩展，并能与,BOOTP,一起工作,与,BOOTP,相比，,DHCP,有两个优势：,DHCP,可使客户端在一个报文中获得全部配置信息,DHCP,可以为客户端动态分配,IP,地址,DHCP使用与,BOOTP,相同的报文格式，,DHCP,服务器可以接受客户端的,BOOTP,请求，并将配置信息提供给客户端。,12.2.1,地址分配方法,DHCP,支持三种,IP,地址分配方法：,手工配置,在服务器上保存一个配置表，用于静态地绑定硬件地址与,IP,地址。在这种方式下，,IP,地址是由系统管理员手工指定的，而且是永久,IP,地址,自动配置,系统管理员在,DHCP,服务器上配置一个数据库，其中包含着一系列可用,IP,地址，当客户端启动时，向,DHCP,服务器发送请求，服务器则从数据库中取出一个,IP,地址，将其提供给客户端使用。客户端第一次成功获取,IP,地址后，将一直使用这个,IP,地址，即所分配的是永久,IP,地址,动态配置,当一台便携式计算机需要暂时接入网络，或者一台计算机从一个子网迁移到另一个子网时，,DHCP,可以在某一时间段内为计算机自动分配可用的,IP,地址，通常称为“租借”方式，只要租约到期，客户端就必须停止使用该,IP,地址，或者延续租约以继续使用该,IP,地址,12.2.2,动态地址分配,与静态地址分配不同，动态地址分配提供的,IP,地址不是永久性的，而是有一个使用期限，通常称为“租用期限”,在“租用期限”内服务器不会将同一,IP,地址分配给其他客户端,一旦租约到期，客户端可以选择延续租约，否则必须停止使用该,IP,地址,DHCP,允许客户端提出“租用期限的请求，服务器则需通知客户端是否接受了请求,动态配置是惟一一种允许自动重用地址的分配方式，当可用,IP,地址不足的时候，动态配置是一种非常灵活的方案,12.2.3,工作状态切换,在从,DHCP,服务器获取配置信息的过程之中，,DHCP,客户端可处于以下六种工作状态之一：,初始化,(Initialize),选择,(Select),请求,(Request),绑定,(Bound),更新,(Renew),重新绑定（,Rebind),DHCP,客户端的六种工作状态切换,12.2.4 DHCP,报文格式,12.2.4 DHCP,报文格式,DHCP,报文的绝大多数字段与,BOOTP,报文中是完全一致的，也因此,DHCP,与,BOOTP,是后向兼容的，,DHCP,服务器可以响应,BOOTP,请求,DHCP,报文只改变了两个字段：,16,位的“标志”字段，在,BOOTP,报文中它是未使用的,BOOTP,中的定长的“特定厂商区域”字段，在,DHCP,中改成了可变长度的“选项”字段,12.2.4 DHCP,报文格式,DHCP,报文类型选项位于“选项”字段，格式如下：,DHCP,报文有七种不同的类型，由报文类型选项的第,3,个字节指定,DHCP,报文类型,编码,类型,1,DHCPDISCOVER,2,DHCPOFFER,3,DHCPREQUEST,4,DHCPDECLINE,5,DHCPACK,6,DHCPNACK,7,DHCPRELEASE,小结,BOOTP,和,DHCP,是两种常用的引导协议，能使计算机或网络设备从,BOOTP,或,DHCP,服务上获取自举所需的配置信息,BOOTP,是基于,UDP,的应用层协议，它为引导无盘系统获取,IP,地址提供了除,RARP,外的另外一种选择。,BOOTP,还能返回如子网掩码、路由器,IP,地址和名字服务器的,IP,地址等其他信息,DHCP,是,BOOTP,的扩展，两者的报文组成基本相同，工作原理也相类似。,DHCP,报文中有一个,16,位的“标志”字段，而在,BOOTP,报文中该字段是未使用的。此外，,BOOTP,报文中固定长度的“特定厂商区域”字段，在,DHCP,中改成了长度可变的“选项”字段,DHCP,支持三种,IP,地址分配方法：手工配置、自动配置和动态配置,DHCP,与,BOOTP,最重大的区别是支持动态地址分配，可以减轻系统管理员手工指定,IP,地址的工作量，能在网络中有大量客户机的情况下，提供快速、方便、有效地分配,IP,地址的方法，客户端不需要进行手工配置即可获取,IP,地址并访问网络,