自举与自动配置

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1、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12.1BOOTP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

2、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12.1.1BOOTP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BOO

3、TP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12.1.1BOOTP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12.1.1BOOTP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

4、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”（DoNotFragment）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)12.1.2BOOTP报文格式12.1.2BOOTP报文格式“特定厂商区域”字段中的选项条目格式示例2.2DHCP协议DHCP是在TCP/IP网络上使计算机或网络设备获得配

5、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

6、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

7、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(Bou