Sieci komputerowe

Inicjowanie działania

wykład 13

i autokonfiguracja

rok ak. 2004/2005

protokoły BOOTP i DHCP

Agata Półrola

Katedra Informatyki Stosowanej UŁ

[e-mail]

http://www.math.uni.lodz.pl/~polrola

Zapotrzebowanie

Rozwi zanie:

Ka dy komputer doł czony do sieci

Uzyskanie potrzebnych informacji mo e

TCP/IP musi zna swój adres IP aby móc

nast pi w drodze interakcji klient – serwer

wysyła i odbiera datagramy;

Potrzebny jest zatem protokół

do poprawnej komunikacji potrzebuje

równie

umo liwiaj cy komputerowi uzyskanie

: maski podsieci, adresu routera,

adresu serwera DNS

adresu IP (i ewentualnie innych

W niektórych przypadkach informacje te

potrzebnych informacji) od wiadcz cego

nie s pami tane przez komputer (przykład:

odpowiedni usług serwera

stacje bezdyskowe)

Rozwi zanie I: protokół RARP

Rozwi zanie II: protokół BOOTP

Pierwsze rozwi zanie tego rodzaju to

Protokół BOOTP (Bootstrap Protocol)

(omówiony ju ) protokół RARP

został opracowany jako alternatywa dla

Wady:

RARP

działa na niskim poziomie, u ywanie go wymaga

Klient i serwer komunikuj si u ywaj c

bezpo redniego dost pu do sprz tu sieciowego

protokołu UDP (i IP), zatem

odpowied RARP zawiera mało informacji (tylko

adres IP którego ma u ywa klient)

oprogramowanie obsługuj ce t

komunikacj mo e by zaimplementowane

u ywa do identyfikacji klienta adresu

sprz towego, co mo e by problemem w sieciach,

jako program u ytkowy

w których adresy sprz towe nie s stałe

nie jest potrzebne dostosowywanie oprogramowania

do specyfiki konkretnej sieci (rozwi za

sprz towych)

Protokół BOOTP – c.d.

Protokół BOOTP – c.d.

Komputer – klient BOOTP wysyła swoj

Poniewa komunikacja bazuje na UDP, wi c nie

pro b u ywaj c adresu ograniczonego

ma gwarancji dostarczenia komunikatów

rozgłaszania (255.255.255.255)

Odpowiedzialno za poprawny przebieg

komunikacji spoczywa na kliencie

bezpo rednia komunikacja ograniczona jest zatem

do sieci lokalnej

Gubienie datagramów obsługiwane jest

Serwer odsyła odpowied klientowi

w standardowy sposób: klient wysyłaj c pro b

uruchamia zegar, je li nie otrzyma odpowiedzi

u ywaj c adresu ograniczonego rozgłaszania

w odpowiednim czasie, to wysyła pro b

albo

ponownie

wykorzystuj c adresu sprz towy klienta

otrzymany w zapytaniu BOOTP

Protokół BOOTP – c.d.

Protokół BOOTP – c.d.

operacja

typ sprz tu

dł.adr.sprz.

etapy

identyfikator transakcji

BOOTP wymaga u ywania przez UDP sum

kontrolnych

sekundy

nieu ywane

adres IP klienta

BOOTP wymaga od IP przesyłania pro b

i odpowiedzi BOOTP z ustawionym bitem

twój adres IP

„nie fragmentuj”, aby mo na było obsłu y

adres IP serwera

równie klientów maj cych zbyt mało

adres IP routera

pami ci na zło enie datagramu

adres sprz towy klienta (16 oktetów)

BOOTP obsługuje wielokrotne odpowiedzi –

nazwa serwera (64 oktety)

przetwarzana jest tylko pierwsza

nazwa pliku startowego (128 oktetów)

obszar opcji (64 oktety)

Protokół BOOTP – c.d.

Protokół BOOTP – c.d.

operacja – pro ba (1) czy odpowied (2) (pro by

adres IP klienta i dalsze pola – główne dane

i odpowiedzi maj ten sam format)

w komunikacie. Klient wypełnia wszystkie pola które

typ sprz tu, długo adresu sprz towego – jak zna, pozostałym nadaje warto zero.

w protokole ARP (Ethernet – typ 1)

Je li klient zna nazw lub adres serwera, to mo e j umie ci

!

w pytaniu, wtedy odpowiedzi udzieli mu tylko ten serwer.

etapy – maksymalna liczba routerów przez które

W przeciwnym wypadku odpowiedzi udzielaj wszystkie

mo e przej komunikat; klient umieszcza 0; je li

serwery, które otrzymały zapytanie

serwer – po rednik odbierze komunikat i zdecyduje

Protokół BOOTP mo e by u ywany tak e przez klientów

!

si przekaza go do innej maszyny, to zwi ksza

znaj cych ju swoje adresy IP, np. w celu otrzymania nazwy

warto pola

pliku startowego. W takim przypadku wypełniaj oni pole

adres IP klienta.

identyfikator transakcji – liczba u ywana przez

Je li w pro bie BOOTP pole adres IP klienta jest zerowe, klienta do powi zania odpowiedzi z pytaniem

to w odpowiedzi serwer odsyła mu adres IP umieszczony

sekundy – liczba sekund jaka upłyn ła od momentu

w polu twój adres IP

rozpocz cia przez klienta procedur startowych

Protokół BOOTP – c.d.

W przypadku, gdy celem klienta jest znalezienie pliku

Protokół BOOTP – c.d.

z obrazem systemu, który miałby by u niego

załadowany, protokół BOOTP umo

liwia wykonanie

pole obszar opcji umo liwia przesłanie przez

dwuetapowej procedury startowej:

serwer pewnych dodatkowych informacji:

BOOTP dostarcza klientowi danych pozwalaj cych znale

pierwsze cztery oktety nazywane s „magicznym

obrazu systemu (pole nazwa pliku startowego)

ciasteczkiem” (magic cookie) i definiuj format

elementów w dalszej cz ci pola. Standardowy

klient pobiera plik startowy o podanej nazwie, u ywaj c

innego protokołu (plik ten mo e by umieszczony na innym format elementów (opisywany przez ciasteczko

serwerze ni serwer BOOTP)

o warto ci 99.130.83.99) to jeden oktet typu, jeden oktet długo ci i pewna liczba oktetów b d cych

Umo liwia to klientowi poproszenie o okre lony system operacyjny (np. UNIX – nazwa ta jest umieszczana przez niego w polu nazwa warto ci elementu.

"

pliku startowego). Serwer wpisuje w to pole rzeczywist nazw

opcje pozwalaj na przesłanie np. maski podsieci,

pliku (nazwy plików mog by ró ne dla ró nych klientów, np.

!

bie

cego czasu, nazwy klienta, adresów IP routerów

w zale

no ci od architektury)

itp.

Protokół BOOTP – c.d.

Rozwi zanie III: protokół DHCP

Protokół BOOTP został zaprojektowany z my l

W przypadku zmieniaj cego si rodowiska (np.

o wzgl dnie stałym rodowisku, w którym ka dy

ró ne komputery przeno ne doł czane do sieci)

host jest podł czony na stałe do sieci:

protokół BOOTP nie jest wystarczaj cy

administrator tworzy na serwerze plik konfiguracyjny

Problem pojawia si równie , je eli adresów IP

BOOTP, okre laj cy zestaw parametrów BOOTP dla

w danej sieci jest zbyt mało na to, by przydzieli

ka dego klienta

stały adres ka demu komputerowi, ale liczba

klient identyfikowany jest zazwyczaj na podstawie

komputerów pracuj cych równocze nie jest

adresu sprz towego przysłanego w pytaniu. Pozwala

to serwerowi odesła odpowiednie dane pobrane

zazwyczaj mniejsza (posiadana pula adresów

z powy szego pliku

mogłaby by wi c w danej chwili wystarczaj ca)

BOOTP umo liwia szybkie okre lenie konfiguracji

Pojawia si potrzeba dynamicznej konfiguracji

hosta na podstawie jego identyfikatora, ale

konfiguracja jest zapisana w pliku i zawsze taka sama

Protokół DHCP – c.d.

Protokół DHCP – c.d.

Dynamiczne konfigurowanie w złów umo liwia

DHCP obsługuje trzy metody przydziału

protokół DHCP (Dynamic Host Configuration

adresów:

Protocol)

„r czna” konfiguracja przydziału

DHCP rozszerza BOOTP na dwa sposoby:

administrator ustala w pliku konfiguracyjnym, jaki adres ma

umo liwia przesłanie wszystkich potrzebnych

otrzymywa dany klient (jak w BOOTP)

!

klientowi informacji w jednym komunikacie

konfiguracja automatyczna

pozwala przydzieli klientowi adres w sposób

gdy komputer podł cza si po raz pierwszy do sieci serwer

dynamiczny i na krótki czas:

przypisuje mu adres IP; przy kolejnych podł czeniach klient otrzymuje zawsze ten sam adres

klient wł czaj c si do sieci wysyła pro b o przydzielenie adresu IP

przydział dynamiczny

serwer wybiera wolny adres IP z puli adresów do przydziału serwer „wynajmuje” adres klientowi na okre lony czas

i odsyła go klientowi

Protokół DHCP – c.d.

Protokół DHCP – c.d.

Staranie o przedłu enie wynajmu rozpoczynane jest po

Klient rozgłasza pro b DHCP, u ywaj c adresu

upływie 50% czasu. Klient wysyła do serwera pro b

ograniczonego rozgłaszania.

o przedłu enie zawieraj c obecne IP, mo e te

Komunikacja klient – serwer bazuje na protokole UDP

zasugerowa czas przedłu enia. Serwer mo e si zgodzi

Je li po wysłaniu pro by klient nie dostanie odpowiedzi, lub nie.

to ponawia pro b

Je li serwer nie wyrazi zgody na przedłu enie wynajmu,

Serwery DHCP w sieci lokalnej oferuj klientowi adresy

klient musi przesta u ywa tego adresu i rozpocz

IP; klient negocjuje z odpowiednim serwerem

starania o nowe IP

wypo yczenie wybranego adresu

Je li klient wysłał pro b o przedłu enie, ale nie

Adres jest wypo yczany na pewien ustalony czas (zale ny

otrzymuje odpowiedzi, to po upływie 87,5% czasu

od specyfiki sieci i potrzeb klienta)

wynajmu zakłada, e serwer jest nieosi galny i

rozpoczyna procedur przewi zywania adresu – stara si

Pod koniec czasu wynajmu klient musi albo

skontaktowa z innym serwerem DHCP w sieci lokalnej

wynegocjowa przedłu enie czasu wynajmu, albo

i uzyska od niego potwierdzenie wynajmu tego adresu

zwróci adres

Protokół DHCP – c.d.

Protokół DHCP – c.d.

operacja

typ sprz tu

dł.adr.sprz.

etapy

Je li klient nie uzyska adnej odpowiedzi przed upływem

czasu wynajmu, to musi przesta u ywa adresu i

identyfikator transakcji

rozpocz starania o nowe IP

sekundy

znaczniki

Przy nast pnym doł czeniu do sieci klient mo e poprosi

o przydzielenie tego samego adresu który miał poprzednio adres IP klienta

(je li go zapami tał)

twój adres IP

Wynajem adresu mo na zako czy przed czasem (klient

adres IP serwera

informuje serwer e ju nie b dzie korzystał z

przydzielonego IP)

adres IP routera

Podobnie jak w BOOTP, serwer DHCP nie musi si

adres sprz towy klienta (16 oktetów)

znajdowa w sieci lokalnej; mo na u y serwera

po rednicz cego, który przeka e pro b serwerowi DHCP

nazwa serwera (64 oktety)

umieszczonemu w innej sieci fizycznej, a po otrzymaniu

nazwa pliku startowego (128 oktetów)

odpowiedzi przeka e j klientowi

opcje (zmienna długo )

#

$

Protokół DHCP – c.d.

Protokół DHCP – c.d.

Wi kszo pól komunikatu DHCP jest taka sama jak

Protokół DHCP mo e (ale nie musi)

w BOOTP

%

współpracowa z DNS (starsze wersje

zamiast pola nieu ywane wyst puje pole znaczniki.

Nadanie pierwszemu bitowi tego pola warto ci 1

serwerów DNS nie umo liwiały w ogóle

oznacza, e klient prosi o rozgłoszenie odpowiedzi

takiej współpracy)

(zazwyczaj serwer odsyła j bezpo rednio do klienta

korzystaj c z adresu sprz towego zawartego w

pro bie)

Pole opcje ma taki sam format jak w przypadku

BOOTP i uwzgl dnia wszystkie opcje u ywane

w tamtym protokole. Dodatkowe opcje umo liwiaj

np. okre lenie typu komunikatu DHCP (pro ba o

przydział adresu, pro ba o przedłu enie wynajmu itp)