Протокол динамического распределения адресов DHCP. Интернет-технология и ее применение для задач управления организацией (стр. 2 из 5)

В случае, когда клиент использует DHCP для начальной конфигурации (прежде чем программа клиента TCP/IP полностью сконфигурирована), DHCP требует использования клиентского программного обеспечения TCP/IP в вольной интерпретации RFC-1122. Программа TCP/IP должна принять и передать IP-уровню любой IP-пакет, доставленный по аппаратному адресу клиента, до того как IP-адрес будет сконфигурирован; DHCP-серверы и агенты транспортировки BOOTP могут быть неспособны доставить DHCP-сообщения клиентам, которые не могут принимать уникастные дейтограммы, до того, как программа TCP/IP сконфигурирована должным образом. Для того чтобы работать с клиентами, которые не могут воспринимать уникастные IP-дейтограммы до того, как будет сконфигурирована программа TCP/IP, DHCP использует поле 'флаги' [21]. Самый левый бит определен как флаг BROADCAST (B). Остающиеся биты поля флаги зарезервированы на будущее. Они должны быть установлены равными нулю клиентами и игнорироваться серверами и агентами транспортировки. На рис.2 показан формат поля флаги.

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
B	MBZ

Рис.2: Формат поля 'флаги'

B: флаг BROADCAST MBZ: должно быть равно нулю (must be zero; зарезервировано на будущее)

1.4 Основные конфигурационные параметры

Первым видом сервиса, предоставляемого DHCP, является запоминание сетевых параметров для клиента. Модель DHCP памяти характеризуется записями ключ - значение для каждого клиента, где ключ представляет собой некоторый уникальный идентификатор (например, номер IP-субсети и уникальный идентификатор в пределах субсети), а значение содержит набор конфигурационного параметров клиента. Например, ключ может представлять собой пару (номер IP-субсети, аппаратный адрес), чтобы допустить повторное или даже одновременное применение одних и тех же аппаратных адресов в различных субсетях. Заметим, что должен быть определен тип "аппаратного адреса" с тем, чтобы можно было решить проблему возможного дублирования при изменении порядка бит в случае смешения типов оборудования. В качестве альтернативы, ключ может представлять собой пару (номер IP-субсети, имя ЭВМ), позволяя серверу присвоить параметры DHCP-клиенту, который переместился в другую субсеть или сменил свой аппаратный адрес (возможно из-за выхода из строя и замены сетевого интерфейса). Протокол определяет то, что ключ представляет собой (номер IP-субсети, аппаратный адрес), если только клиент не предлагает идентификатор в явном виде, используя опцию 'client identifier'. Клиент может запросить DHCP-сервис, чтобы получить свои конфигурационные параметры. Интерфейс клиента к депозитарию конфигурационных параметров реализуется с помощью протокольных сообщений запроса и откликов серверов, несущих в себе конфигурационные параметры.

1.5 Динамическое выделение сетевых адресов

Вторым видом сервиса, предоставляемым DHCP, является временное или постоянное выделение клиенту сетевого (IP) адреса. Основной механизм для динамического присвоения сетевых адресов достаточно прост: клиент запрашивает использование адреса на определенный период времени. Механизм выделения адреса (ассоциация DHCP-серверов) гарантирует, что адрес в течение оговоренного времени не будет использован для других целей, и пытается прислать тот же сетевой адрес всякий раз, когда клиент его запрашивает. Клиент может расширить это время последующими запросами. Клиент может послать серверу сообщение об освобождении адреса, когда клиент более не нуждается в этом адресе.

Клиент может запросить постоянное присвоение адреса, потребовав бесконечное значение времени выделения адреса. Даже при "постоянном" выделении адресов, сервер может определить большой, но не бесконечный срок аренды адреса, чтобы позволить детектирование факта, что клиент перестал работать. При некоторых обстоятельствах может оказаться необходимым повторно присваивать сетевые адреса из-за отсутствия свободных адресов. При таких условиях, механизм выделения будет повторно присваивать адреса, чье время действительности истекло.

Сервер должен использовать информацию, которая доступна в конфигурационном депозитарии, чтобы выбрать адрес, который может быть использован повторно.

1.6 Протокол клиент-сервер

DHCP использует формат сообщение BOOTP, определенный в RFC-951 и представленный в таблице 1 и на рис.1. Поле 'op' каждого сообщения DHCP, посланного клиентом серверу, содержит BOOTREQUEST. В поле 'op' DHCP-сообщения, посланного сервером клиенту, заносится BOOTREPLY.

Первые 4 октета поля 'опции' сообщения DHCP содержат (десятичные) коды 99, 130, 83 и 99, соответственно (это те же коды (magic cookie), что определены в RFC-1497 [17]). Остальная часть поля 'опции' состоит из списка помеченных параметров, которые называются "опции". Все "vendor extensions" перечисленные в RFC-1497, являются также опциями DHCP. Документ RFC-1533 предоставляет полный набор опций, определенных для использования с DHCP.

Несколько опций уже определено. Одной из них является опция "DHCP message type", которая должна включаться во все DHCP-сообщения. Эта опция определяет тип DHCP-сообщения. Дополнительные опции могут допускаться, требоваться или не разрешаться в зависимости от типа DHCP-сообщения. В рамках данного документа, DHCP-сообщения, которые содержат опцию 'тип сообщения DHCP' будут восприниматься согласно типу сообщения; например, сообщение DHCP с типом опции равным 1 будет восприниматься как сообщение "DHCPDISCOVER".

1.7 Взаимодействие клиента и сервера при выделении сетевого адреса

Ниже рассматривается протокольный обмен между клиентом и сервером DHCP-сообщениями, описанными в таблице 2. Временная диаграмма на рис.3 демонстрирует типичную схему взаимодействия клиента и сервера. Если клиент уже знает свой адрес, некоторые шаги могут быть опущены.

1. Клиент широковещательно пересылает сообщение DHCPDISCOVER по локальной физической субсети. Сообщение DHCPDISCOVER может включать опции, которые предлагают значения для сетевого адреса и длительности его использования. Агент транспортировки BOOTP может передать сообщение DHCP-серверам, которые размещены за пределами данной физической субсети.

2. Каждый сервер может откликнуться сообщением DHCPOFFER, которое содержит сетевой адрес в поле 'yiaddr' (и другие конфигурационные параметры в опциях DHCP). Серверы не должны резервировать предлагаемый сетевой адрес, хотя протокол будет работать более эффективно, если сервер избегает присвоения предлагаемого сетевого адреса другому клиенту. При выделении нового адреса, серверы должны проверять, чтобы предлагаемый сетевой адрес не использовался где-то еще; например, сервер может протестировать предлагаемый адрес с помощью эхо-запроса ICMP. Серверы должны быть реализованы так, чтобы сетевые администраторы могли выбрать желательные тесты для вновь выделяемых адресов. Сервер отправляет клиенту сообщение DHCPOFFER, используя, если необходимо транспортные средства BOOTP.

Таблица 2: Сообщения DHCP

Сообщение	Использование
DHCPDISCOVER	Клиент посылает сообщение широковещательно, чтобы обнаружить доступный сервер.
DHCPOFFER	Посылается сервером клиенту в ответ на сообщение DHCPDISCOVER и содержит предложение по конфигурационным параметрам.
DHCPREQUEST	Сообщение клиента серверу либо (a) запрашивающее параметры от одного сервера и неявно отвергающее предложения других серверов, (b) подтверждающее корректность ранее присвоенного адреса после, например, перезагрузки системы, или (c) запрос расширения времени жизни конкретного сетевого адреса.
DHCPACK	Посылается сервером клиенту и содержит конфигурационные параметры, включая присвоенный сетевой адрес.
DHCPNAK	Посылается сервером клиенту, сообщая о том, что сетевой адрес не корректен (например, клиент переместился в новую субсеть), или время использования адреса клиентом истекло
DHCPDECLINE	Клиент и сервер обнаружили, что сетевой адрес уже используется.
DHCPRELEASE	Посылается клиентом серверу с целью отказа от сетевого адреса и аннулирует оставшееся время действия адреса.
DHCPINFORM	Посылается клиентом серверу с просьбой о локальных конфигурационных параметрах; клиент уже имеет полученный извне сетевой адрес.

Рис.3. Временная диаграмма обмена сообщениями между DHCP-клиентом и сервером в ходе присвоения нового сетевого адреса

3. Клиент получает одно или более сообщений DHCPOFFER от одного или более серверов. Клиент может предпочесть дождаться нескольких откликов. Клиент выбирает один сервер, которому пошлет запрос конфигурационных параметров, согласно предложению, содержащемуся в сообщении DHCPOFFER. Клиент широковещательно отправляет сообщение DHCPREQUEST, которое должно содержать опцию 'server identifier', чтобы указать, какой сервер им выбран, и которое может включать в себя другие опции, специфицирующие желательные конфигурационные значения. Опция 'requested IP-адрес' в сообщении сервера DHCPOFFER должна содержать значение 'yiaddr'. Сообщение DHCPREQUEST посылается широковещательно агентами транспортировки DHCP/BOOTP. Для того чтобы быть уверенным, что любой агент транспортировки BOOTP направляет сообщение DHCPREQUEST тому же набору DHCP-серверов, которые получили исходное сообщение DHCPDISCOVER, сообщение DHCPREQUEST должно использовать то же значение поля 'secs' заголовка DHCP-сообщения и должно посылаться по тому же широковещательному IP-адресу, что и оригинальное сообщение DHCPDISCOVER. Клиент реализует таймаут и повторно посылает сообщение DHCPDISCOVER, если не получает сообщений DHCPOFFER.