【网络协议】聊聊DHCP和PXE 工作原理

DHCP 动态主机配置协议

对于每个主机来说,只要连接了网络,那么就会配置一个IP地址,那么这个IP地址,如果是手动配置的话,对于公司内部的人员来说都要找IT进行配置,这个太浪费人力物力了,所以解决手动配置IP地址的方式就是DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol);

网络管理员只需要配置一段共享的IP地址,新接入的机器通过DHCP就可以从共享的IP地址申请,自动配置好。

DHCP工作原理

1.DHCP Discover 当一个新电脑加入网络的时候,此时这台电脑只有MAC地址,还没有分配IP地址。所以只能在局域网内靠吼一声。 称为DHCP Discover.
使用ip地址0.0.0.0 发送一个广播包,目的ip地址是255.255.255.255。广播包封装了UDP,UDP封装BOOTP,其实就是DHCP的增强版。

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2.DHCP Offer 因为MAC地址是唯一的,如果配置的有DHCP服务的话,那么就会为这个新加入的MAC地址的机器分配一个IP地址,并保留其使用。但是在发送的时候,只能使用广播地址,因为还没有为其新机器添加IP。说这是你的MAC,给你分配了xxx地址。如果有多个DHCP server,会按照最先收到的IP为准。
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3.确认ip 当接收到DHCP 返回的IP时,需要告诉DHCP自己使用这个IP地址。
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4.DHCP 再次确认 当DHCP server接收到客户机的IP确认使用,会返回一个ACK消息包,并且IP地址的合法租用信息和其他的配置信息加入该广播包中。
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IP的回收与续租

Ip是使用期限的,在达到%50的时候,客户机会发送分配给自己的DHCP的server,发送一个消息包,在收到服务器返回的ack消息包,更新本地的租期和其他参数。

预启动执行环境 PXE

PXE工作原理

操作系统启动过程:
首先启动BIOS,这是一个特别小的系统,可以读取硬盘扇区,启动GRUB;
然后将权力交GRUB,GRUB加载内核;
然后将权力交给内核,内核启动,初始化操作系统。

当计算机启动时,首先启动BIOS,BIOS将PXE客户端载入内存,PXE客户端启动,发起DHCP请求,DHCP Server赋予其ip地址,并告知PXE服务端ip。
计算机请求PXE服务端,因为涉及文件下载,PXE服务端上带有一个TFTP服务器。计算机请求到TFTP服务器,并获取操作系统文件。
PXE执行该文件,安装操作系统。
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小结

DHCP是动态网络分配协议,其实就是自动给客户机分配IP地址,整个过程就是四部分:发现、提供、请求、确认。IP地址有租期,所以需要进行定期的续租等操作。而PXE其实就是在还没有操作系统的时候,利用BIOS 做一些初始化的事情,比如安装操作系统等。

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