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BOOTP
鎖定
- 中文名
- 引導程序協議
- 外文名
- Bootstrap Protocol
- 縮 寫
- BOOTP
- 性 質
- 一種引導協議
目錄
- ▪ 如果客户端還不知道自己的IP地址
- ▪ ARP在客户端使用
- 3 包處理
- ▪ 客户端傳送
- ▪ 客户端重傳策略
- ▪ 服務器接收BOOTREQUEST（引導請求）
BOOTP簡介
BOOTP使用UDP報文傳輸，並使用保留端口號67（BOOTP服務器）和68（BOOTP客户端）工作。使用BOOTP協議的時候，一般包括Bootstrap Protocol Server（自舉協議服務端）和Bootstrap Protocol Client（自舉協議客户端）兩部分。
BOOTP的一般工作流程就是BOOTP客户端和BOOTP服務器之間的交互，其流程如下：
- 由BOOTP啓動代碼來啓動BOOTP客户端，這個時候BOOTP客户端還沒有IP地址。
- BOOTP客户端使用廣播形式的IP地址255.255.255.255向網絡中發出IP地址查詢要求。
我們熟知的DHCP協議是從BOOTP的基礎上發展而來的，它們都是主機配置協議，都可以大大減少管理員的工作量。BOOTP可以看成是簡單版的DHCP，是對主機的靜態配置，而DHCP可以依據一些策略對主機進行動態配置。BOOTP用於無盤工作站的啓動和配置，而DHCP更適用於客户端接入變化的網絡，即客户端接入時間、接入地點不固定。
[1]
BOOTPRFC詳解
本RFC描述第一個階段：'分配地址和選擇引導文件'。
在獲得地址和文件名信息後，就進入引導的第二個階段：文件傳送。
文件傳送一般使用TFTP協議[9]，因為兩個階段均駐留在客户端的PROM中。
但BOOTP也能夠與其它協議如SFTP或FTP一起工作。
這是一種無人值守的上電啓動方式。
必須提供一種機制來讓用户手工提供地址和文件名信息旁路BOOTP協議直接進入文件傳送
階段。
如果提供非可變存儲，我們建議在那裏保存設置以旁路BOOTP協議直到這些設置導致文件
傳送階段失敗。
如果緩存的信息失敗，引導後退到第一階段並使用BOOTP。
BOOTP協議的要點
1．使用了一個單獨的包交換（信息）。使用超時機制直到收到應答。
雙向使用相同的包字段結構。使用（最大可能長度的）固定長度的字段來簡化結構定義
和分析。
2．一個'opcode'字段包含兩個值。客户端廣播一個'引導請求(bootrequest)'包。
還包含它的IP地址。
或服務器在一個遠距離的網絡/域。）
4．請求可以包含'通用(generic)'引導文件名。例如'unix'或'ethertip'。但服務器發送
引導應答時，它使用對應的引導文件的確切的路徑名稱來取代這個字段。
服務器查詢客户端的地址和請求文件名相關的數據庫，以使用客户端自定義的特定引導
文件確定這個文件名稱。
字段。
5．客户端不知道它們的IP地址的情況下，
服務器必須有一個硬件地址和IP地址對應的數據庫。
這個客户端IP地址被放在引導應答的（對應）字段中。
6．某些網絡拓樸（如斯坦福的網絡）可能在一個物理網上沒有一個直接可以訪問的TFTP
引導'的章節。
這部分協議不需求客户端部分做特定的動作。
BOOTP包格式
除非另外指出，所有顯示的數字都是十進制的。
簡化起見，假設BOOTP包不會被分片。
所有數字的字段使用標準網絡字節順序。即，先傳送高位比特。
道時，
IP目的地址將是廣播地址255.255.255.255。這個地址意味着'在本地網上廣播，我不知道我的
網絡號'[4]。
和'BOOTP服務器'(67)。
能是也可能不是廣播
（在下面'雞和蛋的問題'標題的章節中深入解釋）。
務器進程。
所有進入的廣播報文將在核心級別過濾掉。
是廣播，
UDP長度字段設置成UDP長度加BOOTP部分的包。
在下面的'包處理'章節中'[UDP校驗和]'短語用來表示校驗和可能被驗證/計算。
字段字節數 描述
----- ----- -----------
op 1 packet op code / message type. 包操作碼/消息類型
1．= BOOTREQUEST(引導請求),2 = BOOTREPLY(引導應答)
htype 1 hardware address type,硬件地址類型
see ARP section in "Assigned Numbers" RFC. 請看"Assigned Numbers" RFC中的ARP章節
'1' = 10mb ethernet 10M以太網
hlen 1 hardware address length 硬件地址長度
(eg '6' for 10mb ethernet). 例如'6'是10M以太網
hops 1 client sets to zero,客户端設置成0
optionally used by gateways 在跨越網關引導時網關可選擇使用
in cross-gateway booting.
xid 4 transaction ID,a random number,
used to match this boot request with the
responses it generates.事務ID，一個隨機數，用來匹配引用請求和應答
secs 2 filled in by client,seconds elapsed since
client started trying to boot.由客户端填寫，客户端引導開始後的過去的秒數
-- 2 unused未使用
ciaddr4 client IP address;客户端IP地址，
filled in by client in bootrequest if known.如果客户端知道就在引導請求中填入
yiaddr4 'your' (client) IP address;'你的'（客户端）IP地址
filled by server if client doesn't
siaddr4 server IP address;服務器IP地址
returned in bootreply by server.由服務器在引導應答返回
giaddr4 gateway IP address,網關IP地址
used in optional cross-gateway booting.在跨越網關引導中可以選擇使用
chaddr16 client hardware address,客户端硬件地址
filled in by client.由客户端填寫
sname 64 optional server host name,可選的服務器主機名
null terminated string. 空結束的字符串
file 128 boot file name,null terminated string; 引導文件名，空結束的字符串
'generic' name or null in bootrequest,在引導請求中使用'通用'名稱或空
fully qualified directory-path 是引導應答中使用確切的目錄路徑名稱
name in bootreply.
vend 64 optional vendor-specific area,可選的賣主指定的區域，
e.g. could be hardware type/serial on request,例如，可以是請求硬件類型/序列，
or 'capability' / remote file system handle 或應答的性能/遠端文件系統句柄。
on reply.This info may be set aside for use這些信息留給第三方分析引導或核心（程序）使用。
by a third phase bootstrap or kernel.
BOOTP雞和蛋的問題
無論何時一條引導應答被髮送，發送設備執行下列操作：
BOOTP如果客户端知道自己的IP地址
（'ciaddr'字段非零），
因為客户端能夠迴應ARPs[5]，那麼IP能夠正常發送。
BOOTP如果客户端還不知道自己的IP地址
（ciaddr是零），
客户端就不能迴應引導應答發送程序回的ARPs。這時有兩種選擇：
a.如果發送程序有必需的核心或驅動鈎子程序來人工建立ARP地址緩衝條目，
就可以使用'chaddr'和'yiaddr'字段填入一個條目。當然，這個條目象正常ARP建立的
其它條目一樣有一個生命時間，
引導應答的發送程序就能夠簡單地發送引導應答到客户端的IP地址了。UNIX(4.2
BSD)有這種功能。
b.如果發送程序缺少這些核心鈎子程序，就只能簡單發送引導應答到相應接口的廣播
地址。
BOOTPARP在客户端使用
客户端PROM必須包含一個ARP的簡單實現，例如，地址緩衝能夠容納一個條目。
這將允許客户端在知道IP地址和引導文件名後執行第二階段引導（TFTP）。
TFTP或BOOTP應答。
但這應該只是一種特殊情況，因為上面描述的只有第二階段的引導仍然允許。
與RARP對照 提議客户端使用一個早先的協議，反向地址解析協議(RARP)[1]來通過它的硬件地址確定自
己的IP地址。
但RARP的劣勢是它是一個硬件鏈路層的協議（不是基於IP/UDP）。
因為存在不同組織維護的許多網絡核心，一個不要求修改核心的引導協議是一個確定
的優勢。
BOOTP除了上述章節描述的有用的特性外，還提供硬件到IP地址的查詢功能。
BOOTP包處理
BOOTP客户端傳送
在第一次建立包前，最好把整個包的緩衝區清零；
這將所有的字段設置成默認狀態。任何客户端建立包中的下列字段。
IP源地址和'ciaddr'設置成客户端IP地址（如果知道），或者0。UDP頭使用適當的長度設
置；
'op'設置成'1'，BOOTREQUEST（引導請求）。'htype'設置成在"Assigned
Numbers"RFCARP章節中分配的硬件地址類型。
'hlen'設置成硬件地址長度，例如，10M以太網是'6'。
'xid'設置成一個'隨機'事務ID。'secs'設置成客户端引導開始後過去的秒數。
這個讓服務器知道客户端已經試了多長時間了。
或者它可以選擇簡單發送使用一個固定值如100秒的字段。
如果客户端知道IP地址，'ciaddr'（和IP源地址）設置成這個值。
'chaddr'使用客户端硬件地址填寫。
串。
使用的名字應該是對應的主機的正當的名字或別名。
客户端在填寫'file'文件名字段是有許多選擇。
如果設置成空，意味着'我向使用默認的文件來引導我的機器'。一個空文件名也意味着
這個字段也可以是一個'通用'名字入'unix'或'gateway'；這意味着
'使用命名的程序配置來引導我的機器'。最後這個字段可以是確切的目錄路徑名字。
'vend'字段可以由客户端填寫賣主的字符串或結構。例如可以填寫機器硬件類型或序列
號。
但BOOTP服務器的操作應該不依賴與這些存在的信息。
如果使用了'vend'，推薦在'vend'中第一個項目為一個4字節的'魔術字(magicnumber)'。
這讓服務器確定在這個字段中它看到什麼類型的信息。
數值可以由通常的'魔術字'過程分配，你挑一個，它就成為魔術字。
作。
[UDP校驗和]
BOOTP客户端重傳策略
在一長段時間內沒有收到應答，客户端應該重傳請求。
時間間隔必須仔細選擇不要引起網絡風暴。
可以考慮一個包含100台機器的網絡在電源故障後發生的情況。
簡單的每四秒重傳請求將淹沒網絡。
一個可能的策略，你可能考慮指數級的補償，象以太網在碰撞時那樣。
例如第一個包在0:00，第二個在:04，接着：08，接着：16，：32，：64。
你應該隨機化每個時間；這就象以太網規格那樣以一個掩碼'與'一個隨機數進入第一次補
償。
在每次後續的補償中，掩碼增長一個比特。
這樣在每次補償中平均延遲加倍。
在'平均'補償到達60秒後，就不再增長了，但仍然隨機化。
在每次重傳前，客户端應該修改'secs'字段。[UDP校驗和]
BOOTP服務器接收BOOTREQUEST（引導請求）
如果服務器名字字段(sname)是空（沒有指定特定的服務器），或者sname是指定的並且
匹配我們的名字或別名，
繼續包的處理。
如果sname字段是指定的，但不匹配'我們'，那麼有多種選擇：
1．你可以選擇簡單丟棄這個包。
2．如果查詢sname的名稱顯示它在一個網絡中，丟棄這個包。
3．如果sname在不同的網絡中，你可以選擇轉發這個包到那個地址。
如果這樣，檢查'giaddr'(網關地址）字段。如果'giaddr'是0，填入我的地址或可以用來
到達那個網絡的網關的地址。
然後轉發這個包。
如果客户端IP地址（ciaddr）是0，那麼客户端不知道自己的IP地址。
嘗試在我們的數據庫中查找客户端的硬件地址(chaddr,hlen,htype)。
如果沒有匹配，丟棄這個包。否則我們對這個客户端有一個IP地址；填入'yiaddr'（你
的IP地址）字段。
這個字段是空。
如果這個字段非空，可以將它和客户端的IP地址做為數據庫的查詢關鍵字。
如果有默認的文件或通用文件（可能由客户端地址做為索引）或一個匹配的指定的路徑
名稱，
然後在'file'字段中填入選擇的引導文件的指定的路徑名稱。
如果字段是非空並且沒有匹配，那麼客户端要一個我們沒有的文件，丟棄這個包，也許
其它BOOTP服務器有這個文件。
賣主指定的數據字段'vend'應該檢查了。如果提供一種可識別類型的數據，
應該進行客户端指定的動作，並且迴應要填入應答包中的'vend'數據字段。
限，
或一套配置選項傳給馬上就要引導入的操作系統。
我的（服務器）IP地址填入'siaddr'字段。設置'op'字段為BOOTREPLY（引導應答）。
'giaddr'。
否則客户端在我們的一個網絡中但它還不知道自己的IP地址，使用在上面'蛋'章節中描述
的方法來傳送它到客户端。
如果使用'蛋'並且我們在主機上有許多接口，使用'yiaddr'（你的IP地址）字段指出發送包
到哪個網絡（網絡/接口）。
BOOTP服務器/網關接收BOOTREPLY（引導應答）
[UDP校驗和]如果'yiaddr'(你的[客户端的]IP地址)指向我們的一個網絡，使用上述'蛋'方
法來將它轉發到客户端。
確認將它傳送到'BOOTP客户端'UDP目的端口。
BOOTP客户端接收
不要忘記為我自己的IP地址（如果我知道）處理ARP請求。[UDP校驗和]
導應答）；
不匹配我的IP地址（如果我知道）或我的硬件地址；不匹配我的事務ID。
否則我們就收到一個成功的應答。如果我以前不知道的話，'yiaddr'包含我的IP地址。
那麼包應該先轉發到那裏，然後到達服務器。
[4]
BOOTP通過網關引導
帶盤網關（例如，一個做為網關的UNIX機器）可能運行它們自己的BOOTP/TFTP服務器。
偵聽BOOTREQUEST（引導請求）廣播的網關可能確定轉發還是適當地再廣播這些請求。
例如，做為配置表格的一部分，網關可以有一個接收任意BOOTREQUEST（引導請求）廣
播的其它網絡或主機的列表。
即使考慮有一個'hops'字段，簡單全部再廣播請求仍是一個差的方法，因為廣播循環幾乎肯
定會發生。
轉發可以立即開始，或等'secs'（客户端嘗試的秒數）字段超過某個閥值。
如果一個網關確定轉發請求，它應該查看'giaddr'（網關IP地址）字段。
如果是0，它就在這個字段中加入自己的IP地址（在接收的網絡中）。
也可以使用'hops'字段來可選控制包可以轉發多遠。每次轉發應該增加跳數。
例如，如果跳數超過'3'，包應該被丟棄。
[UDP校驗和]
這裏我們推薦在網關中增加這個特殊的轉發功能。
但不總是這樣子的。
在網上存在一些'BOOTP轉發代理'引導客户端，這些代理可以適當地轉發。
這樣這些服務可以和網關在一起，也可以不在一起。
當轉發代理不和網關在一起時，代理可以通過在接收的引導請求中'giaddr'字段加上接口的廣
播地址節省一些工作。
這樣應答就可以使用普通的網關來轉發，而不包含轉發代理。
的額外的花費。
