b, Phương thức hoạt động
2.6.1 Bắt đầu: DHCP, UDP, IP và Ethernet
Giả sử Bob khởi động máy tính xách tay của mình và sau đó kết nối nó với cáp Ethernet đã được kết nối với Ethernet switch của trường, đến lượt nó lại được kết nối với router của trường, như thể hiện trong Hình 2.32. Router của trường được kết nối với ISP, trong ví dụ này là comcast.net. Trong ví dụ này, comcast.net đang cung cấp dịch vụ DNS cho trường học; do đó, máy chủ DNS nằm trong mạng Comcast chứ không phải là mạng trường học. Giả định rằng máy chủ DHCP đang chạy trong router, như thường lệ.
đó, hành động liên quan đến mạng đầu tiên mà máy tính xách tay của Bob thực hiện là chạy giao thức DHCP để lấy địa chỉ IP cũng như thông tin khác từ máy chủ DHCP cục bộ:
1. Hệ điều hành trên máy tính xách tay của Bob tạo thơng điệp u cầu DHCP và đặt thông điệp này trong phân đoạn UDP với cổng đích 67 (máy chủ DHCP) và cổng nguồn 68 (máy khách DHCP). Sau đó, phân đoạn UDP được đặt trong một IP datagram với địa chỉ đích IP quảng bá (255.255.255.255) và địa chỉ IP nguồn là 0.0.0.0, vì máy tính xách tay của Bob chưa có địa chỉ IP.
2. Sơ đồ IP chứa thơng điệp u cầu DHCP sau đó được đặt trong khung Ethernet. Khung Ethernet có địa chỉ MAC đích là FF: FF: FF: FF: FF: FF để khung sẽ được phát tới tất cả các thiết bị được kết nối với switch (hy vọng bao gồm cả máy chủ DHCP); địa chỉ MAC nguồn của khung là địa chỉ máy tính xách tay của Bob, 00: 16: D3: 23: 68: 8A.
3. Khung Ethernet quảng bá chứa yêu cầu DHCP là khung đầu tiên được máy tính xách tay của Bob gửi đến Ethernet switch. Switch phát khung hình tới trên tất cả các cổng ra, bao gồm cả cổng kết nối với router.
4. Router nhận khung Ethernet quảng bá chứa yêu cầu DHCP trên giao diện của nó với địa chỉ MAC 00: 22: 6B: 45: 1F: 1B và IP datagram được trích xuất từ khung Ethernet. Địa chỉ đích IP quảng bá của datagram chỉ ra rằng IP datagram này nên được xử lý bởi các giao thức lớp trên tại nút này, vì vậy trọng tải của datagram (một phân đoạn UDP) do đó được phân kênh lên đến UDP, và thơng điệp u cầu DHCP được trích xuất từ phân đoạn UDP. Máy chủ DHCP hiện có thơng điệp yêu cầu DHCP.
5. Giả sử rằng máy chủ DHCP chạy trong router có thể phân bổ địa chỉ IP trong khối CIDR 68.85.2.0/24. Trong ví dụ này, tất cả các địa chỉ IP được sử dụng trong trường đều nằm trong khối địa chỉ của Comcast. Giả sử máy chủ DHCP phân bổ địa chỉ 68.85.2.101 cho máy tính xách tay của Bob. Máy chủ DHCP tạo thông báo DHCP ACK chứa địa chỉ IP này, cũng như địa chỉ IP của máy chủ DNS (68.87.71.226), địa chỉ IP cho default gateway của router (68.85.2.1) và khối mạng con (68.85.2.0/24) (tương đương, “mặt nạ mạng”). Thông điệp DHCP được đặt bên trong một phân đoạn UDP, được đặt bên trong một IP datagram, được đặt bên trong một khung Ethernet. Khung Ethernet có địa chỉ MAC nguồn của giao diện của router đến mạng gia đình (00: 22: 6B: 45: 1F: 1B) và địa chỉ MAC đích của máy tính xách tay Bob (00: 16: D3: 23: 68: 8A).
6. Khung Ethernet chứa DHCP ACK được router gửi (unicast) đến switch. Vì switch tự học và trước đó đã nhận một khung Ethernet (chứa yêu cầu DHCP) từ máy tính xách tay của Bob, switch chỉ biết chuyển tiếp một khung đã có địa chỉ đến 00: 16: D3: 23: 68: 8A đến cổng đầu ra dẫn đến máy tính xách tay của Bob.
7. Máy tính xách tay của Bob nhận khung Ethernet chứa DHCP ACK, trích xuất IP datagram từ khung Ethernet, trích xuất phân đoạn UDP từ IP datagram và trích xuất thơng báo DHCP ACK từ phân đoạn UDP. Sau đó, máy khách DHCP của Bob ghi lại địa chỉ IP của nó và địa chỉ IP của máy chủ DNS. Nó cũng cài đặt địa chỉ của default gateway vào bảng chuyển tiếp IP của nó. Máy tính xách tay của Bob sẽ gửi tất cả các datagram có địa chỉ đích bên ngồi mạng con 68.85.2.0/24 của nó tới default gateway. Tại thời điểm này, máy tính xách tay của Bob đã khởi tạo các thành phần mạng của nó và sẵn sàng bắt đầu xử lý tìm nạp trang Web.