Phân biệt các giao thức BOOTP và DHCP trong hệ thống mạng máy tính

Địa chỉ lớp 3 có thể trở nên khó quản lý trong mạng, đặc biệt nếu bạn có số lượng lớn thiết bị chủ.

​

Với hàng chục, hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn máy chủ trong nhiều mạng doanh nghiệp, nhu cầu về cơ chế tự động gán địa chỉ IP và các thông số mạng khác đã được nhận ra từ rất sớm.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ kiểm tra và so sánh BOOTP với DHCP, hai giao thức riêng biệt nhưng có liên quan với nhau có thể thực hiện việc gán địa chỉ Lớp 3 tự động này… và nhiều hơn nữa.

BOOTP

Giao thức Bootstrap, thường được viết là BOOTP, là một giao thức được phát triển vào những năm 1980 với mục đích chính là cho phép thiết bị chủ được tự động gán địa chỉ IP cũng như nhận file khởi động từ máy chủ mạng cục bộ.

Nó được phát triển vào thời điểm mà các thiết bị chủ được coi là "thiết bị đầu cuối câm" không có bất kỳ ổ cứng cục bộ nào và trong một số trường hợp không có ổ đĩa mềm cục bộ.

Khi các thiết bị đầu cuối này “khởi động”, chúng cần có khả năng tự khởi động từ bootstraps của chính chúng (có thể nói là giao thức lấy tên từ đó) và chuyển sang trạng thái tự động lấy địa chỉ IP, tìm khởi động và tải lên hệ điều hành của họ. BOOTP được phát triển cho mục đích này.

Quy trình BOOTP

Khi máy chủ BOOTP được khởi động, nó sẽ phát một yêu cầu BOOTP. Yêu cầu này chứa địa chỉ MAC của chính thiết bị, xác định máy chủ đưa ra yêu cầu.

Yêu cầu này đến tất cả các máy chủ trên miền quảng bá cục bộ bao gồm cả máy chủ BOOTP cục bộ trên phân đoạn mạng. Máy chủ trả lời máy khách bằng phản hồi BOOTP chứa thông tin sau:

· Địa chỉ IP, mặt nạ mạng con và cổng mặc định của máy khách

· Địa chỉ IP và tên máy chủ của máy chủ BOOTP

· Địa chỉ IP của máy chủ chứa file khởi động

Máy chủ tự định cấu hình với các tham số mạng này, liên hệ với máy chủ và yêu cầu file khởi động của nó có chứa hệ điều hành của thiết bị đầu cuối, tải xuống và tải nó vào bộ nhớ.

Máy chủ tiến hành khởi động từ hình ảnh đó, hoàn tất quá trình và sẵn sàng để sử dụng. Ban đầu, BOOTP bị giới hạn ở những khả năng cơ bản này, nhưng khi nó phát triển, các khả năng bổ sung đã được thêm vào.

BOOTP ngày nay

BOOTP được sử dụng rộng rãi cho các máy trạm không đĩa giống Unix cũng như để triển khai nhanh các máy khách được cấu hình sẵn bằng cách sử dụng các phiên bản Windows đầu tiên để cài đặt dễ dàng trên các máy chủ mới được cài đặt.

Ngày nay, BOOTP phần lớn đã được thay thế và hiếm khi được sử dụng. Bạn có thể tìm thấy nó trong một số thiết bị cũ hơn, trên một số máy in mạng cũ hoặc một số máy chủ không đĩa cũ.

Ban đầu nó được xác định trong RFC 951, một tiêu chuẩn đã bị lỗi thời. Thật vậy, RFC 2132 được xuất bản vào tháng 3 năm 1997 là RFC cuối cùng mà BOOTP được đề cập như một giao thức riêng biệt độc lập với giao thức kế nhiệm của nó, cụ thể là DHCP.

DHCP

Giao thức cấu hình máy chủ động (DHCP) ban đầu được giới thiệu như một phần mở rộng của BOOTP. Do đó, DHCP có nguồn gốc từ BOOTP và có thể được coi là phiên bản nâng cao hơn hoặc phiên bản mới hơn của giao thức gốc.

Mục đích ban đầu của nó là mở rộng khả năng của BOOTP để cho phép các tính năng bao gồm cho thuê địa chỉ, cũng như nhiều tùy chọn cấu hình bổ sung.

DHCP lần đầu tiên xuất hiện trong RFC 1541 vào năm 1993 như là một phần của BOOTP. Tuy nhiên, RFC 2131 xuất bản năm 1997 là lần đầu tiên DHCP được mô tả như một giao thức riêng biệt với BOOTP.

Vào giữa những năm 2000, tất cả các thiết bị mạng mới đều hỗ trợ đầy đủ DHCP. Ngày nay, gốc rễ của DHCP trong BOOTP có thể được nhìn thấy bởi thực tế là nó tương thích ngược với BOOTP và các máy chủ DHCP có thể đáp ứng thành công các yêu cầu BOOTP.

Quy trình DHCP

Dựa trên BOOTP, quy trình của DHCP bắt đầu theo cách tương tự. Tất cả các hoạt động DHCP rơi vào bốn giai đoạn. Đó là:

· Discovery / Khám phá
· Offer / lời để nghị
· Request / lời yêu cầu
· Acknowledgement / xác nhận

Sơ đồ sau đây mô tả giao tiếp này theo thời gian giữa máy khách và máy chủ DHCP.

​

Máy khách bắt đầu bằng cách phát thông báo DHCPDISCOVER lên mạng con cục bộ. Thông báo này ít nhất chứa địa chỉ MAC của máy khách nhưng nó cũng có thể bao gồm yêu cầu được chỉ định địa chỉ IP đã biết cuối cùng của nó.

Nó cũng có thể yêu cầu các tham số bổ sung như máy chủ DNS và cổng mặc định. Trong mọi trường hợp, máy chủ DHCP cục bộ nhận được thông báo này và xử lý nó.

Máy chủ DHCP sẽ phản hồi bằng cách dành riêng một địa chỉ IP cho máy khách và thực hiện cái được gọi là ưu đãi cho thuê được gửi trong thông báo DHCPOFFER, một lần nữa dưới dạng quảng bá.

Thông báo này chứa địa chỉ MAC của máy khách, địa chỉ IP được cung cấp, mặt nạ mạng con, thời hạn thuê và địa chỉ IP của chính máy chủ DHCP. Nó cũng có thể bao gồm các tham số bổ sung được khách hàng yêu cầu.

Sau khi máy khách nhận được DHCPOFFER này, nó sẽ phản hồi bằng DHCPREQUEST yêu cầu địa chỉ và tham số được cung cấp. Một máy khách có thể nhận được nhiều phản hồi từ nhiều máy chủ DHCP, vì vậy DHCPREQUEST chứa địa chỉ IP của máy chủ DHCP mà nó đã chấp nhận hợp đồng thuê.

Máy chủ DHCP nhận DHCPREQUEST này và phản hồi bằng DHCPACK. Sau khi máy khách nhận được, các tham số đã nhận được cấu hình và quá trình DHCP hoàn tất.

So sánh BOOTP với DHCP

Vì DHCP về cơ bản là một phiên bản nâng cao của BOOTP, nên hai giao thức này không thực sự “cạnh tranh” trực tiếp trong một mạng.

Tuy nhiên, sẽ rất hữu ích nếu biết và hiểu được sự khác biệt giữa chúng và sự phát triển của một giao thức đã dẫn đến sự tồn tại của giao thức kia như thế nào.

Bảng sau đây mô tả một số chi tiết của các giao thức này, chúng giống nhau và khác nhau như thế nào:

​

Kết luận

Các giao thức định địa chỉ mạng là một công cụ rất hữu ích khi tạo, thiết kế, bảo trì và quản trị mạng.