Các phương pháp giao thức gán địa chỉ IP cho máy tính DT6

Các phương pháp giao thức gán địa chỉ IP cho máy tính DT6 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

CÁC PHƯƠNG THỨC GÁN IP

Nguyễn Thế HoànNguyễn Hữu MinhĐiện tử 6 K48Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hà Nội 1- 4 - 2007

CÁC PHƯƠNG THỨC GÁN IP

I. Tổng quan

II. Giao thức RARP

III. Giao thức BOOTP

IV. Giao thức DHCP

V. Tổng kết

VI. Tham khảo

¾ Gán tự động (Automatic Asignment): Địa chỉ

Ip được server tự động gán cố định cho 1

client

¾ Gán động (Dynamic Asignment): Địa chỉ Ip

được server tự động gán tạm thời cho 1 client

¾ Gán thủ công (Manual Asignment): Địa chỉ Ip

được các nhà quản trị mạng tự tay cấu hình

cho 1 client

Gán địa chỉ tự động

„ Mỗi một địa chỉ được server tự động gán

cho 1 client Client sẽ có địa chỉ đó mãi

mãi (Dành riêng vô hạn)

„ Việc tự động gán căn cứ vào nhận dạng

của mỗi client (tên,địa chỉ phần cứng,…)

„ Địa chỉ đó chỉ có thể được sử dụng lại khi

thay đổi cơ sở dữ liệu tại server , xóa địa

chỉ từ client.

ÖStatic/permanent automatic allocation

Gán địa chỉ động

„ Khi client yêu cầu, nó được gán địa chỉ trong 1

khoảng thời gian giới hạn (thời gian dành riêng)

„ Client phải gửi yêu cầu địa chỉ mới nếu nó muốn

tiếp tục nới rộng thời gian dành riêng đó

„ Sau khi thời gian dành riêng hết hiệu lực, các

địa chỉ đó có thể được dùng lại cho các client

khác

„ Thuận lợi cho người dùng Internet tạm thời ,

laptops,…

Gán địa chỉ thủ công

„ Quản trị mạng,người dùng tự tay nhập địa chỉ IP

và địa chỉ mạng của client trong cơ sở dữ liệu

cấu hình của server DHCP/BOOTP

„ Phải nhớ từng địa chỉ đã cấp phát -> Đảm bảo

tính duy nhất

„ Mức độ phức tạp cao , mức độ sai sót lớn

„ Thuận lợi cho các thiết bị cần các địa chỉ IP

nhận diện và cố định : máy in, các server đầu

cuối,…

Resolution Protocol

„ Giao thức phân giải địa chỉ ngược

¾ Hiện nay không còn được dùng

„ Client quảng bá một yêu cầu được gán IP thông

qua việc gửi địa chỉ MAC của mình

„ Server RARP dò các địa chỉ Erthenet trong cấu hình

rồi gửi lại 1 địa chỉ IP

„ Chỉ gán địa chỉ IP (không kèm theo các thông số

khác)

Ethernet MAC address (48 bit)

ARP

IP address (32 bit)

RARP : Cơ chế

RARP : Hạn chế

„ Sự định hướng phần cứng mức thấp

¾ Nếu trong một mạng lớn có nhiều mạng vật lí, cần

phải có mỗi server RARP trên mỗi phân mạng.

¾ Nếu tính thêm server dự phòng thì cần ít nhất 2

server RARP trên mỗi phân mạng.

Î Khó khăn trong việc quản lí tập trung địa chỉ IP

„ Gán địa chỉ thủ công

„ Thông tin giới hạn

¾ Chỉ cung cấp địa chỉ IP , không có các thông số

hệ điều hành và cấu hình các thông số từ 1

server trung tâm

BOOTP : Ưu điểm so với RARP

9 Vẫn dựa vào việc trao đổi Client/Server, nhưng nó được bổ

sung thêm 1 giao thức phần mềm của tầng cao hơn, sử

dụng UDP cho bản tin giao vận Nó không phụ thuộc vào

phần cứng riêng biệt của mạng.

9 Hỗ trợ việc gửi thêm các thông tin cấu hình cho Client bên

cạnh địa chỉ IP.

9 Xử l việc giao tiếp giữa các Client và Server thuộc các

mạng khác nhau trong mạng Internet Cho phép các quản

trị viên của server quản lí địa chỉ IP một cách tập trung,

tiết kiệm tiền bạc (quản lí thời gian, tránh được những rắc

rối ).

BOOTP : Ưu điểm (tiếp)

„ Host tự động cấu hình thông số IP của nó

khi khởi động

„ Cung cấp 3 dịch vụ :

¾ Gán địa chỉ Ip

¾ Dò tìm địa chỉ IP cho một máy server

¾ Tên file khởi động được tải về và được thực

thi bởi client

BOOTP : Định dạng bản tin

BOOTP : Định dạng bản tin

1 (Request), 2(Reply)

1 (for Ethernet), 6 (IEEE 802)

6 (for Ethernet)

truyền

tiếp (Relay Agent) được tăng dần và được

BOOTP : Định dạng bản tin

„ Transaction Identifier (XID)_4byte :

32 bit nhận dạng tạo bởi Client, cho phép so khớp

giữa yêu cầu với hồi âm của server

„ Number of seconds (Secs)_2byte :

Số giây sau khi client đang thử khởi động

„ Flags_2byte :

Trong chuẩn đầu tiên( RFC 951 ) có 1 trường 2

byte rỗng, nhưng RFC 1542 thay đổi nóthành trường

Flag gồm 2 trường con :

9 Broadcast Flag (B) _ 1 bit : Client chưa biết địa chỉ

IP riêng lúc nógửi yêu cầu và thiết lập B = 1;

9 Rerserved _ 15 bit : Dành riêng : Thiết lập zero/

không dùng

BOOTP : Cơ chế

BOOTP : Hoạt động

1. Client tạo yêu cầu : xây dựng bản tin yêu cầu

9 Op được thiết lập 1 (request)

9 Nếu nó biết địa chỉ riêng của nó thì v n tiếp tục sử

dụng và định rõ trong trường CIAddr Nếu không nó

sẽ lấp đầy trường CIAddr bằng giá trị 0

9 Nó sẽ đưa địa chỉ phần cứng của lớp 2 vào CHAddr.

9 Nó phát một giải pháp nhận dạng ngẫu nhiên và

đặt vào trường XID

9 Client có thể chỉ rõ Server sẽ gửi lại hồi âm cho nó

v đặt vào trường SName Nó cũng có thể chỉ rõ

loại file boot mà nó muốn được server cung cấp

trong trường File

9 Client có thể chỉ ra một số thông tin cung cấp riêng

BOOTP : Hoạt động

3. Server BOOTP nhận yêu cầu và xử lý:

9 Server BOOTP nghe trên cổng 67 (UDP 67), nhận và xử

lý yêu cầu

9 Nếu tên server trong yêu cầu khác với tên server này thì

server sẽ thải hồi yêu cầu này

9 Nếu đúng server sẽ biết rằng client yêu cầu nằm trong

mạng nội bộ Nếu không có Server được chỉ định, hoặc

có server mà client muốn thì server sẽ hồi âm

4. Server tạo hồi âm : coppy lại bản tin yêu cầu,thay đổi

một số trường :

9 Từ trường CHAddr Æ địa chỉ phần cứng Æ dò trong cơ

sở dữ liệu để tìm địa chỉ IP cho máy chủ (Host) Æ

YIAddr

9 Xử lý trường File và cung cấp loại tên file mà Client yêu

cầu, nếu trường này để trống Æ tên file mặc định.

9 Đặt địa chỉ Ip Æ SIAddr, tên server Æ Sname.

9 Thiết lập các giá trị cung cấp riêng vào trường Vend.

5 Server gửi hồi âm :

„ Server trả lời lại các thông tin khởi động mà client yêu

cầu.

BOOTP : Hoạt động

6. Client xử lý hồi âm :

9 Lưu giữ thông tin và các thông số được cung cấp.

7. Client hoàn thành quá trình khởi động :

9 Client tiến hành giai đoạn 2 của xử lý Bootstrapping sử

dụng một giao thức ( TFTP- Trivial File Transfer Protocol )

để download file khởi động từ server đã được cung cấp

agent )

„ Tầm quan trọng :

9 Nếu server và client không cùng một mạng thì không

thể truyền và nhận được các bản tinrequest/reply.

9 Nhiệm vụ của trạm chuyển tiếp là làm phần tử trung

gian để định tuyến và phát quảng bá/đơn bá

(broadcast/unicast) lại các bản tin giữa client và server

ở các mạng vật lý khác nhau

™ Ví dụ : client A cố gắng truy xuất đến một server

BooTP (D), nhưng D ở một mạng khác; cả hai

cần thông qua một trạm chuyển tiếp (Bootp

Relay Agent) để truyền tin

BOOTP : Trạm chuyển tiếp

™ Trạm chuyển tiếp nhận yêu cầu và xử lý :

9 Nó kiểm tra giá trị của trường Hops Nếu giá trị <= 16

nó sẽ tăng giá trị Nếu giá trị >16, nó sẽ b yêu cầu và

không làm gì nữa.

9 Nó xem xét nội dung của trường GIAddr Nếu tất cả

trường đều là 0, nó biết nó là bộ chuyển tiếp đầu tiên

điều khiển yêu cầu và đặt địa chỉ IP riêng của nó v o

trường.

™ Trạm chuyển tiếp chuyển yêu cầu :

9 Nó gửi yêu cầu đến server

9 Nếu nó biết IP của server nó sẽ gửi thẳng đến server

IV DHCP - Dynamic Host

Configuration Protocol

„ Được sử dụng từ năm 1993 đến nay

„ Một công cụ cho phép quản lí tập trung các địa

chỉ TCP/IP ở các server trung tâm

„ Mở rộng của giao thức BOOTP

¾ DHCP = BOOTP + Gán IP động

¾ Khai thác ưu điểm của giao thức truyền tin và các kĩ

thuật khai báo trong BOOTP

¾ Cho phép sử dụng các trạm BOOTP đang tồn tại

„ Cung cấp các thông số cấu hình cho các host

¾ Địa chỉ IP,mặt nạ địa chỉ ,địa chỉ định tuyến, tên

host,….

„ Tự động cho người dùng thuê địa chỉ IP

khi họ vào mạng.

„ Tự động quản lí các địa chỉ IP và loại bỏ

được các lỗi gây mất liên lạc.

„ Tự động gán các địa chỉ IP chưa được

dùng và dùng lại các địa chỉ IP đã được

giải phóng.

DHCP : Cơ chế

„ DHCP sử dụng các gói tin UDP

„ Client và server sử dụng phát tin quảng bá

để giao tiếp cho đến khi client được gán

¾ DHCPOFFER -Server gửi đến client bản tin đề nghịcấp IP

sau khi nhận được bản tin DHCPDISCOVER từclient

¾ DHCPREQUEST -Client quảng bá đến các server lời yêu cầu

đưa ra các thông số từtrên server

¾ DHCPACK - Server gửi đến client với các thông sốcấu hình,

DHCP : Định dạng bản tin

(Có hơn 100 thuộc tính)

¾ Loại bản tin DHCP gửi đi như 1 tùy chọn.

¾ Tại client đặt bằng 0,qua các trạm chuyển tiếp (Relay Agent) được tăng

d n và được dùng để xác định vòng lặp.

Gateway IP address, client hardware address, server

host name, boot file name

DHCP : Loại Bản Tin

„ Loại bản tin gửi đi là

một thuộc tính

DHCPRELEASE 7

DHCPINFORM 8

DHCPNAK 6

DHCPACK 5

DHCPDECLINE 4

DHCPREQUEST 3

DHCPOFFER 2

DHCPDISCOVER 1

Loại

„ Các thông tin gửi kèm :

Subnet Mask, Name Server, Hostname,

Domain Name, Forward On/Off, Default IP

TTL, Broadcast Address, Static Route,

Ethernet Encapsulation, X Window Manager, X

Renewal Time, DHCP Rebinding, Time

SMTP-Server, SMTP-SMTP-Server, Client FQDN, Printer

„ Sau khi 1 client khởi động:

¾ Nó quảng bá 1 bản tin DHCPDISCOVER tới tất cả các

server DHCP cho đến khi nhận được phản hồi.

¾ Bởi vì client chưa được cấu hình IP , nó sử dụng 0.0.0.0

làm địa chỉ nguồn và 255.255.255.255 làm địa chỉ đích.

¾ DHCPDISCOVER có chứa địa chỉ phần cứng của client,

tên của máy tính.

¾ Mỗi server đều chuẩn bị 1 địa chỉ v đánh dấu địa chỉ đó là

đã được gán tạm thời (được đề nghị).

„ Nếu cấu hình hợp lệ, server chuẩn bị 1 bản tin

DHCPOFFER (đề nghị) chứa địa chỉ MAC của client,

địa chỉ IP đã chuẩn bị,mặt nạ mạng con(subnet

mask), địa chỉ IP máy chủ, thời gian cho thuê

Bước 3:

„ Client chờ đợi bản tin DHCPOFFER:

¾ Nếu không nhận được trong 1 khoảng thời gian

ngắn, client tiếp tục phát tán bản tin

„ Các Server nhận bản tin DHCPREQUEST:

¾ Server cho thuê địa chỉ IP : đánh dấu địa chỉ

IP đó là đang được sử dụng và gửi đến client

1 bản tin DHCPACK với địa chỉ IP ,thời gian

hợp đồng, và các thông số cấu hình mạng

¾ Các server còn lại : hoàn trả lại địa chỉ IP định

Bước 5:

„ Sau khoảng 50% thời gian được cấp IP,

Client gửi đến server 1 bản tin

DHCPREQUEST để yêu cầu kéo dài thời

gian được cấp IP.

¾ Nếu server trả lời với bản tin DHCPACK, thời

gian và các thông số cấu hình được update

¾ Nếu server trả lời với bản tin DHCPNAK, client

phải bỏ địa chỉ IP đó, và bắt đầu lại bước 1

Bước 6:

„ Nếu client không thể nhận bản tin từ

server về việc cấp tiếp địa chỉ IP (server bị

down), client cố gắng lại khoảng 87,5%

thời gian và phát tán bản tin

DHCPREQUEST đến mọi server

¾ Bất kì server DHCP nào đều có thể gửi lại bản

tin DHCPACK chứa việc cấp IP mở rộng và các

thông số được update

Bước 7:

„ Khi client muốn bỏ địa chỉ IP đang thuê hay khi

thời gian cho thuê kết thúc, client gửi đến server

1 bản tin DHCPRELEASE

„ Địa chỉ IP lúc này được giải phóng, đưa vào vùng

IP cho thuê của server và sẵn sàng cho các client

khác

DHCP : Address Pool

„ Một bộ các địa chỉ mà server DHCP cho phép cấp

phát đến các client thường được gọi là Address

DHCP : Scopes

„ Scope (Range): là 1 khoảng địa chỉ thường được

xử l như là một nhóm đơn để phục vụ cho một

mạng cụ thể hay một subnet

„ Cài đặt scope phụ thuộc vào hệ điều hành, phần

mềm server DHCP

„ Ví dụ :

¾ Một công ty đăng kí một gói địa chỉ 111.14.56.0/24

¾ Người quản trị của công ty có thể cài đặt 1 scope bao

gồm khoảng 111.14.56.20 -> 111.14.56.254

¾ 20 địa chỉ đầu phục vụ cho việc gán IP thủ công đối

với các server,router và các thiết bị cần địa chỉ cố định

khác như máy in,….

„ Server có thể sử dụng Multiple Scope (đa scope),

phục vụ cho nhiều subnet trong 1 server

„ Multiple scope thường được sử dụng khi nhiều

server phục vụ cho 1 client

„ 2 cách để tạo Multiple Scope:

¾ Gối chồng các scope (Overlapping).

„ Cho phép các server có thể d ng bất kì địa chỉ n o để g n

„ Có thể 2 server dùng cùng 1 địa chỉ g n cho 2 thiết bị khác

nhau.

¾ Không gối chồng (Non-Overlapping).

DHCP : Multiple scope

DHCP Multi-Server Non-Overlapping Scopes

V.Tổng Kết

„ RARP cho phép tìm kiếm 1 địa chỉ IP

„ BOOTP cho phép mặc định router, subnet mask,

DNS

„ DHCP cho phép gán IP động

„ DHCP tương thích ngược lại với BOOTP

VI.Tài liệu tham khảo

„ Computer Networks , Andrew S.Tanenbaum

„ Managing a DHCP Environment , Bernie Volz,

CTO , Process Software Coporation

„ http://www.tcpipguide.com/free/t_HostConfigur

ationandTCPIPHostConfigurationProtocol.htm

„ BOOTP, DHCP & NAT, Shivkumar Kalyanaraman,

http://www.ecse.rpi.edu/Homepages/shivkuma