什么是引导协议 (BOOTP)

引导协议 (BOOTP) 是一种网络协议，用于自动为网络中的计算机分配 IP 地址。它使用客户端-服务器模型，其中服务器从列表中给出 IP 地址。

BOOTP 出现在 RARP（反向地址解析协议）之后、DHCP（动态主机配置协议）之前。它不仅为计算机分配 IP 地址，还提供子网掩码、网关和 DNS 设置。

在本文中，我们将了解引导协议的工作原理以及它的用途。

BOOTP 的基础知识

BOOTP 是引导协议的缩写，有助于在无需用户干预的情况下为网络设备分配 IP 地址。从历史上看，该协议在客户端-服务器网络配置中发挥了重要作用，为其后继者 DHCP 奠定了基础。

它取代了 RARP 协议，后者仅限于将 IP 地址分配给单个子网。旧协议也无法提供其他重要的网络信息，例如网关和 DNS 服务器。

BOOTP 的优点是使用 UDP 协议，允许它路由到所有子网。尽管 DHCP 已接管 IP 地址分配，但 BOOTP 仍然与某些网络操作相关。

BOOTP 的工作原理

当您的设备在网络上启动时，BOOTP 会立即生效。它的工作原理是客户端设备向网络发送广播请求。 BOOTP 服务器响应此请求，为客户端提供必要的网络配置详细信息，包括 IP 地址。

这种交换通过 UDP 使用端口 67 和 68 进行，使得信息可以在不同网络之间路由。

BOOTP消息结构

BOOTP 消息结构是引导协议的重要组成部分，规定了数据在客户端和服务器之间的格式化和传输方式。了解这种结构对于有效的网络配置至关重要。

消息格式

BOOTP 消息封装在用户数据报协议 (UDP) 中并通过网络发送。消息由固定长度的标头和可选的供应商特定区域组成。

BOOTP 消息的固定部分以指定请求或回复的操作代码开始，后面是硬件和协议细节，例如硬件地址类型和长度（通常是 MAC 地址）以及跳数。

还包括客户端、服务器和网关的 IP 地址以及客户端的 MAC 地址。以下是您通常在 BOOTP 消息中看到的内容：

• 操作码（1字节）

• 硬件类型（1 字节）

• 硬件地址长度（1字节）

• 跳数（1 字节）

• 交易ID（4字节）

• 经过的秒数（2 字节）

• 引导标志（2 个字节）

• 客户端IP地址（4字节）

• 您的 IP 地址（4 字节）

• 服务器IP地址（4字节）

• 网关 IP 地址（4 字节）

• 客户端硬件地址（16字节）

• 服务器主机名（64 字节）

• 启动文件名（128 字节）

• 选项（64 字节）

交易ID

Transaction ID 是客户端在 BOOTP 消息中生成的唯一标识符。这个 4 字节数字至关重要，因为它用于将响应与请求相匹配，确保服务器的响应与网络上发送的初始查询正确对应。

BOOTP 消息类型

您应该注意两种主要类型的 BOOTP 消息：BOOTREQUEST 和 BOOTREPLY。 BOOTREQUEST 是客户端寻求IP配置时发送的广播消息，而BOOTREPLY是服务器对此请求的响应。

该响应可以向客户端提供IP地址、子网信息以及网关地址（如果需要），从而方便网络设备的启动过程而无需手动配置。

BOOTP 与 DHCP

在网络中，较旧的协议 BOOTP 和较新的标准 DHCP 在管理网络配置方面发挥着关键作用。在管理或设计网络基础设施时，了解它们的差异至关重要。

BOOTP - 于 20 世纪 80 年代开发，允许联网计算机从服务器获取 IP 地址和启动文件（例如图像）。该协议被设计为无需人工干预即可使用，从而有效地允许使用无盘计算机。

DHCP - 由 20 世纪 90 年代的 BOOTP 演变而来，增加了动态自动租用 IP 地址分配的功能，提供更灵活的网络管理。它通过自动重用 IP 地址等功能扩展了 BOOTP 功能。

BOOTP 和 DHCP 可以在同一网络中共存。许多 DHCP 服务器保留 BOOTP 功能以实现向后兼容性。这使得仅支持 BOOTP 的旧设备仍然可以从 DHCP 服务器接收 IP 地址和其他网络配置。

运营差异

IP地址分配：

• BOOTP：通过手动映射来分配 IP 地址到设备的 MAC 地址；通常，分配是静态的（不变）。

• DHCP：在有限的租用时间内从池中动态分配 IP 地址，之后可以重新分配 IP。

配置选项：

• BOOTP：提供基础信息 — IP 地址、子网掩码以及网关或路由器的地址。

• DHCP：提供广泛的配置选项，包括 IP 地址、子网掩码、默认网关、DNS 服务器地址等。

灵活性和管理：

• BOOTP：更加静态，需要更多的手动配置，适合较小的网络或具有固定设备的环境。

• DHCP：灵活性高，适合设备频繁加入或离开的网络，减轻管理负担。

现代网络中的 BOOTP

在当今的网络中，您不会再经常遇到引导协议。直到大约 10 到几年前，您才会看到 TFTP 服务器使用该协议来通过映像启动设备。但如今它已完全被 DHCP 协议取代。

在某些边缘情况下，仍然使用引导协议。其中之一是工业自动化。我对工业自动化知之甚少，但据我所知，他们有时仍然只支持旧协议。

包起来

引导协议为现代 DHCP 协议奠定了基础。您不会再看到它在普通网络中被使用。只有当您处理工业自动化时，您仍然可能会找到它的用例。

这意味着您可以在现代网络环境中安全地禁用 DHCP 服务器上的协议。

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