Python网络编程5-实现DHCP Client

Python015

Python网络编程5-实现DHCP Client,第1张

  DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议),前身是BOOTP协议,是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,统一使用两个IANA分配的端口:67(服务器端),68(客户端)。主要作用是集中的管理、分配IP地址,使client动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息。

option字段

  DHCP报文中的Options字段可以用来存放普通协议中没有定义的控制信息和参数。如果用户在DHCP服务器端配置了Options字段,DHCP客户端在申请IP地址的时候,会通过服务器端回应的DHCP报文获得Options字段中的配置信息。

获取IP地址过程

  实验使用的linux 主机由两个网络接口,其中ens33使用DHCP获取IP地址,ens37使用静态IP地址;因此需要使用ens33来发送数据包。

  Change_MAC.py用于MAC地址与Bytes类型相互转换。

  DHCP_Discover.py用于发送DHCP Discover报文其中GET_MAC.py见ARP章节。

  DHCP_Request.py用于发送DHCP Request报文。

  DHCP_FULL.py用于完成DHCP Client与DHCP Server的报文交互

Wireshark对远程linux主机抓包,结果如下

客户端以广播发送DHCP Discover包,其中报文操作类型为1(请求报文),DHCP客户端的MAC地址设置为00:0c:29:03:a1:08,option53设置报文类型为Discover,option55(请求选项列表)中包含请求的参数。

服务器以单播向客户端回复信息,其中报文操作类型为2(应答报文),分配给客户端的IP为192.168.160.146,option 53设置报文类型为offer,Option 54设置服务器标识为192.168.160.254,其他option为客户端请求列表的应答。

值得注意的是,交互的四个报文中Transaction ID均为0x00000000,表明是同一次DHCP交互报文。

优点:

(1)TCP是面向连接的运输层协议;

(2)每一条TCP连接只能有两个端点(即两个套接字),只能是点对点的;

(3)TCP提供可靠的传输服务。传送的数据无差错、不丢失、不重复、按序到达;

(4)TCP提供全双工通信。允许通信双方的应用进程在任何时候都可以发送数据,因为两端都设有发送缓存和接受缓存;

(5)面向字节流。虽然应用程序与TCP交互是一次一个大小不等的数据块,但TCP把这些数据看成一连串无结构的字节流,它不保证接收方收到的数据块和发送方发送的数据块具有对应大小关系,例如,发送方应用程序交给发送方的TCP10个数据块,但就受访的TCP可能只用了4个数据块久保收到的字节流交付给上层的应用程序,但字节流完全一样。

缺点:

慢,效率低,占用系统资源高,易被攻击 TCP在传递数据之前,要先建连接,这会消耗时间,在数据传递时,确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间,而且要在每台设备上维护所有的传输连接。事实上,每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。因为TCP有确认机制、三次握手机制,这些也导致TCP容易被人利用,实现DOS、DDOS、CC等攻击。

TCP的应用场景:

当对网络通讯质量有要求的时候。例如:整个数据要准确无误的传递给对方,这往往用于一些要求可靠的应用。如:用于文件传输(FTP HTTP 对数据准确性要求高,速度可以相对慢),发送或接收邮件(POP IMAP SMTP 对数据准确性要求高,非紧急应用),远程登录(TELNET SSH 对数据准确性有一定要求,有连接的概念)等等。

优点:

(1)UDP是无连接的传输层协议;

(2)UDP使用尽最大努力交付,不保证可靠交付;

(3)UDP是面向报文的,对应用层交下来的报文,不合并,不拆分,保留原报文的边界;

(4)UDP没有拥塞控制,因此即使网络出现拥塞也不会降低发送速率;

(5)UDP支持一对一 一对多 多对多的交互通信;

(6)UDP的首部开销小,只有8字节.

缺点:

不可靠,不稳定。 因为UDP没有TCP那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。

UDP的应用场景:

当对网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快,这时就可以使用UDP。 UDP一般用于即时通信(QQ聊天 对数据准确性和丢包要求比较低,但速度必须快),在线视频(RTSP 速度一定要快,保证视频连续,但是偶尔花了一个图像帧,人们还是能接受的),网络语音电话(VoIP 语音数据包一般比较小,需要高速发送,偶尔断音或串音也没有问题)等等。

(1)TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接)UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接

(2)TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付

(3)TCP面向字节流,实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流UDP是面向报文的UDP没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如IP电话,实时视频会议等)

(4)每一条TCP连接只能是点到点的UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信

(5)TCP首部开销20字节UDP的首部开销小,只有8个字节

(6)TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,UDP则是不可靠信道

HTTP、HTTPS、FTP、TELNET、SMTP(简单邮件传输协议)协议基于可靠的TCP协议。TFTP、DNS、DHCP、TFTP、SNMP(简单网络管理协议)、RIP基于不可靠的UDP协议

安装配置如下:

1、下载安装 Python

2、添加环境变量

path =C:\Python26\ArcGIS10.0

此步骤可实现在命令行下,不用进入 Python 目录即可执行 python.exe

3、下载 setuptools

注意对应 Python 的版本,完成后运行 exe 即可完成安装

setuptools-1.4.1.win32-py2.6.exe

4、下载 pip

https://pypi.python.org/pypi/pip

pip-1.4.1.tar.gz

5、安装 pip

5.1 解压pip-1.4.1.tar.gz

5.2 运行CMD,进入命令行

5.3 用CD命令进入 pip 解压目录

5.4 输入 "python setup.py install"

5.5 添加环境变量 path = C:\Python26\ArcGIS10.0\Scripts

6、验证是否安装成功

运行CMD,进入命令行,输入pip

7、恭喜你安装成功!

安装distribute, nose, virtualenv进入命令行,输入 "pip install package",package为安装包名称。