【TCP/IP详解】BOOTP：引导程序协议

　　BOOTP是引导程序协议，也称为自举协议，用于系统引导过程，是DHCP的前身，BOOTP用于无盘工作站的局域网中，可以让无盘工作站从一个中心服务器上获得IP地址。通过BOOTP协议可以为局域网中的无盘工作站分配动态IP，这样就不需要管理员去为每个用户去设置静态IP地址。一个无盘系统需要下列协议才能在只读存储器中完成：BOOTP、TFTP、UDP、IP和一个局域网的驱动程序。BOOTP使用UDP，通常与TFTP协同工作。

报文格式

 

•  操作码：1(请求)、2(应答)。
• 硬件类型：1(以太网)。
• 硬件地址长度：6(以太网)。
• 跳数：由客户设置为0，代理服务器也可以改变。
• 事务标识：是一个由客户设置并由服务器返回的32 bit整数。客户用它对请求和应答进行匹配。对每个请求，客户应该将该字段设置为一个随机数。
• 秒数：客户设置一个时间值，超过时间值，备用服务器才会响应。　　　
• 客户IP地址：如果客户知道自己IP地址，填入实际IP，否则填0。
• 你的IP地址：由服务器填入客户的IP地址。
• 服务器IP地址：服务器填写。
• 网关IP地址：代理服务器填写自己的IP。
• 客户主机硬件地址：客户填写，与以太网帧中的相同。
• 服务器主机名：是一个空值终止串，由服务器填写。
• 引导文件名：用于引导的文件名和所在路径。
• 特定厂商信息：用于扩展BOOTP。

协议流程

1. 由BOOTP启动代码来启动BOOTP客户端，这个时候BOOTP客户端还没有IP地址。

2. BOOTP客户端使用广播，源IP地址为0.0.0.0，目的IP地址为255.255.255.255，向网络中发出IP地址查询要求。

3. 运行BOOTP协议的服务器接收到这个请求，会根据请求中提供的MAC地址找到BOOTP客户端，并发送一个含有IP地址、服务器IP地址、网关等信息的回应帧。

4. BOOTP客户端会根据该回应帧来获得自己的IP地址并通过专用文件服务器（如TFTP服务器）下载启动镜像文件，模拟成磁盘来完成启动。

端口号

　　BOOTP服务器67号端口，BOOTP客户端68号端口。

　　选择两个端口而不是仅选择一个端口为BOOTP服务器用的原因是：服务器的应答可以进行广播。

1. 当服务器广播，客户端使用临时端口时。广播也能被其他的主机中碰巧使用相同临时端口的应用进程接收到。因此，采用随机端口（即临时端口）对广播来说是一个不好的选择。
2. 客户端和服务器使用同一个端口时。可以，此时网络内的所有服务器会被唤醒来查看这个广播，若是应答服务器就不做处理。
3. 多个客户端同时引导时，且服务器广播所有应答。这样每个客户都会收到其他客户的应答。客户可以通过BOOTP首部中的事务标识字段来确认应答是否与请求匹配，或者可以通过检查返回的客户硬件地址加以区分。

BOOTP中继

　　路由器（也称作“ BOOTP 中继代理”），当收到一个BOOTP请求时，中继代理将它的IP地址填入收到BOOTP请求中的“网关IP地址字段”，然后将该请求发送到真正的BOOTP服务器（由中继代理填入网关字段的地址是收到的BOOTP请求接口的IP地址）。该代理中继还将跳数字段值加1（这是为防止请求被无限地在网络内转发）。既然发出的请求是一个单播的数据报（与发起的客户的请求是广播的相反），它能按照一定的路由通过其他的路由器到达真正的BOOTP服务器。真正的BOOTP服务器收到这个请求后，产生BOOTP应答，并将它发回中继代理，而不是请求的客户。既然请求网关字段不为零，真正的BOOTP服务器知道这个请求是经过转发的。中继代理收到应答后将它发给请求的客户。

特定厂商信息

　　如果有信息要提供，这个区域的前4个字节被设置为I P地址99.130.83.99。这可称作魔术甜饼，表示该区域内包含信息。

 

BOOTP vs. RARP

　　无盘系统用RARP获取IP存在的问题：

• IP地址是返回的唯一结果，没有其他信息返回。
• RARP使用链路层广播，路由器不会转发该请求，使得在每个实际网络中得设置一个RARP服务器。

BOOTP vs. DHCP　

1. DHCP可以说是BOOTP的增强版本，比较起BOOTP，DHCP透过"租约"的概念，有效且动态的分配客户端的IP设定，而且，作为兼容考虑，DHCP也完全照顾了BOOTP Client的需求。
2. 必须至少有一台DHCP工作在网络上面，它会监听网络的DHCP请求。它提供两种IP定位方式：自动分配，一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP服务器租用到IP地址之后，就永远使用这个地址；动态分配，当DHCP第一次从HDCP服务器端租用到IP地址之后，并非永久的使用该地址，只要租约到期，客户端就得释放。
   
3. DHCP除了可以动态的进行设定IP地址之外，还能够直接将一些IP保留下来给一些特殊用途的机器进行使用。另外一个方面，它能够直接按照硬件地址来固定的分配IP地址。
   
4. DHCP与BOOTP的不同点在于，BOOTP也可以完成给主机分配IP地址的任务，但它要求主机的硬件地址必须被手工输入到BOOTP表中。可以讲DHCP看成一个动态的BOOTP。但是，BOOTP还可以将用来引导主机的操作系统发送给主机。而DHCP不可以。

参考

https://baike.baidu.com/item/BOOTP/610878?fr=aladdin

https://zhidao.baidu.com/question/6070483.html

TCP/IP详解卷1