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Transcript DHCP request
IP Address Auto-Configuration
報告者：葉俊克
2010/07/15
1
Outline
IPv6 Addressing
Auto Configuration
◦ DHCP
◦ DHCPv6
◦ Stateless Auto Configuration
Mobile ad hoc network
Auto Configuration Mechanisms for
MANET
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IPv6
IPv4剩餘位址統計
◦ 2011/7/10 : 239,404,177(6%)
IPv6
◦
◦
◦
◦
主要因應IPv4位址即將不足的方法之一
使用了128位元的位址
共有2128≒3.4*1038位址
解決了IPv4位置不足的問題
4
IPv6 Addressing
IPv4 Address:
◦ IPv4位址為32位元長度。
例如：163.22.21.82
IPv6 Address:
◦ IPv6位址為128位元長度，通常寫做8組每組四個十六進
制的形式。
例如：2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab
2001:db8::1428:57ab
2001:0e10:6840:0041:0000:c614:0000:0bd5
2001:0e10:6840:0041:0:c614:0:bd5
2001:03ab:0000:0000:feab:0000:0000:be34
2001:3ab::feab::be34?
?
5
Auto-configuration
IPv4
◦ DHCP (Dynamic Host Configuration
Protocol)
IPv6
◦ Stateful auto-configuration
DHCPv6
◦ Stateless auto-configuration
6
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol
主要用途
◦ 給內部網路或網絡服務供應商自動分配IP位
址相關資訊給用戶，包括 IP 位址、子網路
遮罩、預設閘道以及 DNS 伺服器。
◦ 給內部網路管理員作為對所有電腦作中央
管理的手段。
提供三種 IP address 定址方式﹕
◦ Automatic Allocation
◦ Dynamic Allocation
◦ Manual Allocation
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DHCP ALLOCATION
Automatic Allocation
Dynamic Allocation
一旦 DHCP 客戶端第一次成功的從 DHCP 伺服器
端租用到 IP 位址之後﹐就永遠使用這個位址。
當 DHCP 第一次從 HDCP 伺服器端租用到 IP 位址
之後﹐並非永久的使用該位址﹐只要租約到期﹐
客戶端就得釋放這個 IP 位址﹐以給其它工作站使
用。
Manual Allocation
自行手動設定IP address，DHCP server則是會檢查
此IP address是否合法。
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DHCP工作原理
Client-Server架購
◦ Client:
◦ Server:
四個步驟
◦
◦
◦
◦
DHCP discovery
DHCP offer
DHCP request
DHCP acknowledgement
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DHCP 運作流程
DHCP discovery
◦ 客戶端在物理子網上發送廣播來尋找可用的服務
器。
DHCP offer
◦ 當DHCP服務端收到一個來自客戶端的IP租約請求
時，它會提供一個DHCP offer。
DHCP request
◦ 當客戶端收到一個DHCP offer時，它必須告訴所有
其他的DHCP服務器它已經接受了一個租約提供。
DHCP acknowledgement
◦ DHCP服務端收到來自client的DHCP request消息
後，它就開始了配置過程的最後階段。
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DHCP 運作流程
client
Src=0.0.0.0
Dest=255.255.255.255
DHCPDISCOVER
DHCPOFFER
src=0.0.0.0
Dest=255.255.255.255
DHCPREQUEST
DHCPACK
DHCPRELEASE
Server
10.10.21.1
src=10.10.21.1
Dest=255.255.255.255
發送下列資訊
YIADDR=10.10.21.79
Mask=255.255.255.0
Router=10.10.21.1
DHCP server=10.10.21.1
DNS server=163.22.2.1
src=10.10.21.1
Dest=255.255.255.255
發送下列資訊
YIADDR=10.10.21.79
Mask=255.255.255.0
Router=10.10.21.1
DHCP server=10.10.21.1
DNS server=163.22.2.1
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DHCP管理機制
DHCP snooping
◦ 限定client必須透過DHCP server分配IP
address，方可存取網路。
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IPv6 Stateful Address Autoconfiguration
Stateful Auto-Configuration
DHCPv6運作流程
SOLICIT
DHCPv6 客戶端請求DHCPv6服務端分配IPv6 prefix和網路相
關配置。
ADVERTISE
DHCPv6 服務端通知客户端可以分配的prefix和網路相關配置
◦ REQUEST
客戶端有可能收到來自不同DHCPv6服務端的ADVERTISE，
選擇其一要求網路配置。
◦ REPLY
服務端回覆客戶端，確認將prefix及網路相關配置參數分配給
客戶端使用。
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IPv6 Stateless Address Autoconfiguration
在無狀態自動配置過程中，主機首先啟
動IPv6 協定，產生一個Link-local IPv6位
址(IEEE已經將網卡MAC位址由48位元
改為 EUI-64 格式。
接著主機向該位址發出一個被稱為芳鄰
找尋(Neighbor Discovery)的請求，以驗
證位址的唯一性。
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EUI-64
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IPv6 Stateless Address Autoconfiguration
主機接收由過路由器multicast的Router
Advertisement，取得global-prefix；若沒
有收到RA，則主機向發送link-local
multicast向所有路由器一個Router
Solicitation的配置信息請求，路由器收
到後就會發送一個RA，以便主機取得，
global-prefix。
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Stateless Auto-configuration
優點
◦ 可以不用設置DHCPv6 Server
◦ 隨插即用可以減輕網路管理者負擔
◦ 管理者做re-numbering IP時，能較方便設定。
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NDP
Neighbor Discovery Protocol
在IPv6中，使用NDP取代了ARP、ICMP
Router Discover等功能。
主要功能如下：
◦ Router Discover
◦ Prefix Discovery
◦ Parameter Discovery: hosts can find Internet
parameters (e.g. MTU).
◦ Address Autoconfiguration
◦ Redirect: router can inform node about better
first-hop.
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MANET
Mobile ad hoc network
無線網路可分為兩種類型：有基礎建設
(Infrastructure)、無基礎建設(NonInfrastructure)
前者是利用基地台 (Base Station) 或存
取點 (Assess Point)的方式來發送訊號、
接收訊號。
而MANET是屬於無基礎建設架構，它
可以在任何時間、地點、環境來建置。
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MANET
特色：
◦
◦
◦
◦
動態拓撲(Dynamic Topology)
多點路躍路由(Multi-Hop Routing)
自行組織(Self-Organized)
沒有中心節點
Address Configuration problem
◦ 因動態節點，且無中心節點，造成定址方
式需另行設計。
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IP ADDRESS AUTO
CONFIGURATION FOR MANET
MANET Scenario
◦ Standalone MANET
MANET-Local IP address
◦ Connected MANET
Global IP address
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Duplicate Address Detection
Strong DAD
◦ 在新的node拿到address前，就先檢查申請
或發放的address是否重複。
Weak DAD
◦ 不斷地執行，去檢查位址，以避免位址有
衝突。
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Prophet Address Allocation for
Large Scale MANETs (Zhou)
Zhou 等人提出一個不會碰撞(collisionfree)的位址分配機制
前提：有效的位址空間夠大
透過設計函式計算所取得的address，一
旦出現過後則需隔很久才會再次取得。
因設計出完全不會碰撞的式不易，故仍
需加上DAP。
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MANETconf: Configuration of
Hosts in a MANET (Nesargi)
Nesargi 等人利用分散式同意(distributed agreement)
的觀念提出一種二階段式(two-phase)的位址自動配
置協
Each node maintains a list of all the addresses in use
in the network.
B
1
1:選擇一個鄰居發送request
NEW
4
2:根據list隨機選擇一個Address，廣播其它node詢問
是否同意
3:回送同意或是反對訊息(若有任一反對訊息，重複步驟2)
4:所有節點回送ack後，即發送IP address給NEW
A
3
2
C
D
MANETconf: Configuration of
Hosts in a MANET
特色
不需要 centralised server
此方法可以利用proactive routing
protocols 達成定期廣播收集周邊鄰居
資訊，使得每一個configured 手中的鄰
居資訊都是及時。
在等待所有node回覆時，可能會有等待
太久的情況發生。
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Summary
Conflict-free
Conflict
detection
hybrid
complexity
High
Low
High
Communication
overhead
Low
High
High
Address
reclamation
Needed
Unneeded
Needed
Scalability
Large scale
Small scale
Small scale
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Reference
DHCP
◦ http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_Host_Confi
guration_Protocol
◦ http://www.pcnet.idv.tw/pcnet/network/network_
ip_dhcp.htm
Auto-Configuration
◦ http://tools.ietf.org/html/draft-bernardos-manetautoconf-survey-05
Neighbor Discover
◦ http://140.116.82.34/dclin/technique_paper/IPv6/n
eighbor_discovery.htm
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