数据帧封装策略及IP分配工具

数据帧封装策略及IP分配工具
1、数据帧封装原则
对于以太网通信来说，一帧完整的数据，网络数据帧在网络上跑数据帧是，数据帧的封装要求是：只要是在网络上跑的数据包，都是完整的，可以有下层（MAC层）没上层（应用层），绝对不
可能有上层（应用层）没下层（MAC层）。
2、没有封装MAC地址的数据帧发送不出去
网络数据包封装是，最外层是MAC地址，之后是IP地址，端口号等，因此如果一个数据包源IP地址和目的IP地址都封装了，但不封装MAC地址，则该数据包发送不出去。
3、同网段和跨网段
只有是一个网段的，它才会发送 ARP 请求，获取 MAC 地址。
对于跨网段的网络，则不会直接将包发送到网络上，而是企图将包发送到网关。获取到网关的MAC地址后，再由网关将数据帧转发出去。
4、动态主机配置协议（DHCP）
由于客户端数量庞大，且IP地址不能相同，需要适时动态变化，若使用人工配置，则不不可能；因此使用动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol），简称DHCP来
完成IP地址动态分配。
5、解析 DHCP 的工作方式
当一台新计算机接入网络时，则该计算机使用 IP 地址 0.0.0.0 发送了一个广播包，目的 IP 地址为 255.255.255.255。广播包封装了 UDP，UDP 封装了 BOOTP。该指令中包含了该
计算机的MAC地址，当DHCP Server接收到该指令后通过DHCP系统向该新计算机分配一个新的IP地址，这也防止了IP地址冲突的可能。DHCP Server 仍然使用广播地址作为目的地址，因为，此
时请求分配 IP 的新计算机就可以获得自己的 IP地址了。除此之外，服务器还发送了子网掩码、网关和 IP 地址使用有效期等信息。该计算机接收消息后，继续使用IP 地址 0.0.0.0向DHCP
Server发送应答消息，在等到DHCP Server再次应答后，则该新的计算机就可以使用这个动态分配的IP地址了。
6、IP 地址的收回和续租
当IP地址分配的有效期满了后，则管理员就要将 IP地址收回。若需要续租IP地址，则在IP地址有效期50%时，则直接向为其提供 IP 地址的 DHCP Server 发送 DHCP request 消息包
，该计算机若接收到该服务器回应的 DHCP ACK 消息包，会根据包中所提供的新的租期以及其他已经更新的 TCP/IP 参数，更新自己的配置。则IP地址有效期再次增加了。
7、预启动执行环境（PXE）
当数据中心的计算机需要重装系统，且系统重新安装后，能重新分配IP地址，则需要预启动执行环境（Pre-boot Execution Environment）系统。
8、解析 PXE 的工作过程
第一步是通过 DHCP 协议告诉 DHCP Server，DHCP Server 便租给它一个 IP 地址，同时也给它 PXE 服务器的地址、启动文件 pxelinux.0。
第二步XE PXE 客户端知道要去 PXE 服务器下载这个文件后，就可以初始化机器。于是便开始下载，下载的时候使用的是 TFTP 协议。所以 PXE 服务器上，往往还需要有一个 TFTP
服务器。PXE 客户端向 TFTP 服务器请求下载这个文件，TFTP 服务器说好啊，于是就将这个文件传给它。
第三步XE PXE 客户端收到这个文件后，就开始执行这个文件。这个文件会指示 PXE 客户端，向 TFTP 服务器请求计算机的配置信息 pxelinux.cfg。TFTP 服务器会给 PXE 客户端一
个配置文件，里面会说内核在哪里、initramfs 在哪里。PXE 客户端会请求这些文件。
第四步 最后，启动 Linux 内核。