计算机网络基础课程—引导程序协议(BOOTstrap Protocol)

前述无盘工作站通过运行RARP来获得IP地址，但RARP有如下缺陷：

• RARP实际上是一个物理层协议，直接访问网络硬件，这使得应用程序难以使用它
• RARP只能获得32位IP地址，而不能获得其它有用信息，如子网掩码、默认路由地址等等
• RARP使用硬件地址标识主机，因此不能用于网络硬件地址是动态分配的网络

为克服这些缺陷而发展了BOOTstrap Protocol(BOOTP)，之后又扩展到动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol)

• BOOTP使用UDP封装在IP中，因而易被应用程序使用
• BOOTP消息中包含了多种信息：如IP地址、路由器地址、服务器地址。
• BOOTP还包含了一个供生产商使用的字段，可以允许硬件厂商只对它们生产的计算机发送其它消息。

BOOTP请求和响应过程：客户-服务器模式

• 客户端BOOTP使用IP封装的UDP来发送消息，其目的地址用全1广播地址。IP软件可以在没有本地网络地址和本机IP地址信息时接收和广播全1地址的数据报。
• 服务器收到广播请求后，响应一个广播，包含客户所需信息。由于此时客户尚不知其IP地址，因而不能使用点到点的发送。
• 最后客户端获得所需信息

几点说明：

• BOOTP使用两个知名端口：服务器端口为67， 客户端口为68
• 由于UDP是不可靠的，因而需要计算UDP的检校和，另外也需要设置“不分片”位。
• UDP是可能丢失的，为处理数据报丢失，BOOTP使用通常的超时重传技术，为避免多个客户同时重传而导致冲突，BOOTP的延时均采用0到4秒中的随机时间。而且每多重传一次则随机时间加一倍，以降低网络负载，直到60秒后重新回到一个随机时间。

BOOTP消息格式

BOOTP消息由固定长度字段组成，响应消息和请求消息格式相同

字段说明：

OP：

• 1=该消息为请求消息
• 2=该消息为响应消息

HTYPE：网络硬件类型（以太网=1）

HLEN：硬件地址长度（以太网=6）

HOPS：请求消息中此字段为0，而在响应消息中服务器要计算此项

TRANSACTION ID：是一个标识号，用以匹配请求消息和响应消息。

SECOND：客户机在开始引导时，将此字段设置为一个时间值，当主服务器没有响应时，备用服务器会在此时间过后响应客户请求。

CLIENT IP ADDRESS 及以下字段包含大多数重要信息，内容比较灵活。客户端可以填充所有已知的信息，未知的字段填为0。

CLIENT IP ADDRESS：客户如果已知其IP地址，则填在字段，如果不知，则该字段填0，服务器在响应时就会把客户IP地址填在YOUR IP ADDRESS字段。

客户在已知其IP地址时，可以利用BOOTP来获得其自举文件信息。如果要获得自举配置文件，则需要进一步用简单文件传输协议来获得。把配置文件名和配置信息分开利于系统管理员进行管理，方便多个客户启动不同的操作系统。

SERVER IP ADDRESS 和SERVER HOST NAME 如果不为零，则只有名字或IP地址与此匹配的服务器才会响应该请求，若均为0，则任何一个收到该请求的服务器都会响应该请求。

BOOTP是可路由的，当路由器收到一个BOOTP时，会将它的IP地址填入ROUTE IP ADDRESS，并将跳数加1，进一步转发，直到到达最后的BOOTP服务器。跳数达到一定值后，可抛弃。(RFC951 规定为3)

特定厂商信息包含从服务器发往客户的可选信息，前四个8位组称为魔术甜饼，设置为一个IP地址：99.130.83.99。表明该区有内容。

BOOTP自举配置信息与配置文件名是分开的，利于系统管理员进行管理，但一般不会频繁变化，客户在网络中在一个较长的时期会有一个稳定的连接及配置。因此，一般RARP、 BOOTP被认为是静态IP地址分配。静态IP配置对于计算机位置固定以及IP地址充足时能很好地工作。但相反情况下，计算机位置经常移动，计算机数查过可用的IP地址数目时，就需要根据网络目前状态动态地为需要工作的计算机指定IP地址。为此，在BOOTP的基础上扩展发展了动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol)。