CN102624627A - 一种报文的传输方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种报文的传输方法和设备,该方法包括:负载均衡设备接收来自DHCP客户端的请求报文,当所述请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识时,负载均衡设备利用目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器;所述负载均衡设备接收来自目标DHCP服务器的响应报文,在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端。本发明中,可提高负载均衡设备的处理能力,提升网络扩展性,并减少负载均衡设备的内存占用。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是涉及一种报文的传输方法和设备。
背景技术
DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6,IPv6动态主机配置协议)用于为主机分配IPv6前缀、IPv6地址和其他网络配置参数;与其他IPv6地址分配方式(如手工配置、通过路由器公告消息中的网络前缀无状态自动配置等)相比,DHCPv6具有以下优点:更好地控制地址分配;为主机分配DNS(Domain Name System,域名系统)服务器、域名等网络配置参数。
如图1所示,为基于DHCPv6协议的负载均衡组网示意图,DHCPv6客户端通过负载均衡设备在DHCPv6服务器集群中申请IPv6地址;而且为了保证DHCPv6客户端能够正常申请到IPv6地址,需要使得相同DHCPv6客户端的请求报文被分配到相同的DHCPv6服务器上进行处理。
为了实现上述过程,现有技术中,由于Client Identifier(客户端标识)选项用于标示客户端,因此可在负载均衡设备上记录Client Identifier与DHCPv6服务器之间的映射关系,后续DHCPv6客户端的请求报文在到达负载均衡设备后,可以根据Client Identifier查找其对应的DHCPv6服务器,继而将该请求报文发送给该查找到的DHCPv6服务器。
但是上述方式对负载均衡设备的内存有一定要求,当网络中DHCPv6客户端数量增加到一定程度时,负载均衡设备无法承受,对网络扩展性存在一定影响;进一步的,当DHCPv6客户端数量增加到一定程度时,Client Identifier与DHCPv6服务器映射关系的查找对负载均衡设备的性能影响较大。
发明内容
本发明提供一种报文的传输方法和设备,以提高负载均衡设备的处理能力,提升网络扩展性,减少负载均衡设备的内存占用。
为了达到上述目的,本发明提供一种报文的传输方法,应用于包括DHCP客户端、负载均衡设备、多个DHCP服务器的负载均衡网络系统中,该方法包括以下步骤:所述负载均衡设备接收来自所述DHCP客户端的请求报文,当所述请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识时,所述负载均衡设备利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器;所述负载均衡设备接收来自所述目标DHCP服务器的响应报文,在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端,指示所述DHCP客户端在下次发送请求报文时携带所述目标DHCP服务器的唯一标识。
所述负载均衡设备接收来自所述DHCP客户端的请求报文,之后还包括:当所述请求报文中没有携带目标DHCP服务器的唯一标识时,所述负载均衡设备根据负载均衡算法确定目标DHCP服务器,并将所述请求报文发送给所述确定的目标DHCP服务器。
所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;所述负载均衡设备利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器,包括:所述负载均衡设备删除所述请求报文的DHCPServer Identifier选项中携带的目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCPServer Identifier选项的选项长度,修改所述请求报文的UDP校验和,并利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将经过上述处理的请求报文发送给所述目标DHCP服务器。
所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;所述负载均衡设备在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端包括:所述负载均衡设备在所述响应报文的DHCP Server Identifier选项中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP Server Identifier选项的选项长度,修改所述响应报文的UDP校验和,并将经过上述处理的响应报文发送给所述DHCP客户端。
所述请求报文和响应报文具体为:DHCP地址申请过程中的请求报文和响应报文。
一种负载均衡设备,应用于包括DHCP客户端、所述负载均衡设备、多个DHCP服务器的负载均衡网络系统中,该设备包括:请求报文接收模块,用于接收来自所述DHCP客户端的请求报文;请求报文发送模块,用于当所述请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识时,利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器;响应报文接收模块,用于接收来自所述目标DHCP服务器的响应报文;响应报文发送模块,用于在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端,指示所述DHCP客户端在下次发送请求报文时携带所述目标DHCP服务器的唯一标识。
所述请求报文发送模块,还用于当所述请求报文中没有携带目标DHCP服务器的唯一标识时,根据负载均衡算法确定目标DHCP服务器,并将所述请求报文发送给所述确定的目标DHCP服务器。
所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;所述请求报文发送模块,具体用于删除所述请求报文的DHCP Server Identifier选项中携带的目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP Server Identifier选项的选项长度,修改所述请求报文的UDP校验和,利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将经过上述处理的请求报文发送给所述目标DHCP服务器。
所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;所述响应报文发送模块,具体用于在所述响应报文的DHCP Server Identifier选项中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP ServerIdentifier选项的选项长度,修改所述响应报文的UDP校验和,并将经过上述处理的响应报文发送给所述DHCP客户端。
所述请求报文和响应报文具体为:DHCP地址申请过程中的请求报文和响应报文。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:本发明中,通过对DHCPServer(服务器)Identifier(标识)选项进行修改,可以在负载均衡网络中将相同DHCP客户端的请求报文发送给相同的DHCP服务器,从而提高负载均衡设备的处理能力,提升网络扩展性,并减少负载均衡设备的内存占用。
附图说明
图1是现有技术中的基于DHCPv6协议的负载均衡组网示意图;
图2-图4是本发明应用场景下DHCPv6客户端与DHCPv6服务器之间交互报文的示意图;
图5是本发明提供的一种报文的传输方法流程图;
图6是本发明提出的一种负载均衡设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明提出一种报文的传输方法,该方法应用于包括DHCP客户端、负载均衡设备、多个DHCP服务器的负载均衡网络系统中,多个DHCP服务器构成DHCP服务器集群,用于为DHCP客户端提供IP地址,且DHCP客户端和负载均衡设备之间可以通过DHCP Relay(中继)设备,也可以不通过DHCPRelay设备,为了方便描述,后续以不通过DHCP Relay设备为例进行说明。
本发明提供的方法可以应用在基于DHCPv4的负载均衡网络系统中,该网络中DHCP客户端为DHCPv4客户端,且DHCP服务器为DHCPv4服务器;也可以应用在基于DHCPv6的负载均衡网络系统中,该网络中DHCP客户端为DHCPv6客户端,且DHCP服务器为DHCPv6服务器;为了方便描述,后续以基于DHCPv6的负载均衡网络系统为例进行说明。
如图1所示,为基于DHCPv6的负载均衡网络系统示意图,DHCPv6服务器用于为DHCPv6客户端提供IP地址,且在DHCPv6地址申请过程中,如图2-图4所示,DHCPv6客户端与DHCPv6服务器之间交互的报文如下:
如图2所示,为DHCPv6地址的初始申请过程示意图,其交互的报文包括:Solicit报文(用于请求DHCPv6服务器为DHCPv6客户端分配地址/前缀和网络配置参数)、Advertise报文(用于通知DHCPv6客户端可以为其分配的地址/前缀和网络配置参数)、Request报文(用于请求DHCPv6服务器确认为DHCP客户端分配地址/前缀和网络配置参数)、Reply报文(用于确认将地址/前缀和网络配置参数分配给DHCPv6客户端使用)。
如图3所示,为DHCPv6地址/前缀租约更新过程示意图,其交互的报文包括:Renew报文(用于更新地址/前缀租约;具体的,在地址/前缀租借时间到达时间T1(推荐值为有效生命期的一半)时,如果DHCPv6客户端希望继续使用该地址/前缀,则发送Renew报文,以进行地址/前缀租约的更新)、Reply报文(如果DHCPv6客户端可以继续使用该地址/前缀,则DHCPv6服务器回应续约成功的Reply报文,通知DHCPv6客户端已经成功更新地址/前缀租约;如果该地址/前缀不可以再分配给该DHCPv6客户端,则DHCPv6服务器回应续约失败的Reply报文,通知DHCPv6客户端不能获得新的租约)。
如图4所示,为通过Rebind报文更新地址/前缀租约的更新过程示意图,其交互的报文包括:Renew报文(用于更新地址/前缀租约)、Rebind报文(用于更新地址/前缀租约;具体的,如果在T1发送Renew报文请求更新租约时,没有收到DHCPv6服务器的Reply报文,则在T2(推荐值为生命期的0.8倍)时向所有DHCPv6服务器组播发送Rebind报文请求更新租约)、Reply报文(即DHCPv6服务器回应的续约成功的Reply报文或续约失败的Reply报文)。
在上述各交互报文中,DHCPv6客户端向DHCPv6服务器发送的报文为DHCPv6地址申请过程中的请求报文,DHCPv6服务器向DHCPv6客户端发送的报文为DHCPv6地址申请过程中的响应报文;针对请求报文和响应报文的传输过程,如图5所示,该报文的传输方法包括以下步骤:
步骤501,负载均衡设备接收来自DHCP客户端的请求报文;例如,该请求报文可以为Solicit报文、Request报文、Renew报文、Rebind报文等。
步骤502,负载均衡设备判断请求报文中是否携带有目标DHCP服务器的唯一标识;如果是,执行步骤503;如果否,执行步骤504。
本发明中,目标DHCP服务器的唯一标识可以携带在请求报文的DHCPServer Identifier选项中;基于此,在接收到来自DHCP客户端的请求报文后,负载均衡设备可通过解析请求报文中的DHCP Server Identifier选项中的内容,判断出请求报文中是否携带有目标DHCP服务器的唯一标识;进一步的,如果请求报文中没有DHCP Server Identifier选项,则负载均衡设备也可以直接确定请求报文中未携带有目标DHCP服务器的唯一标识。
需要注意的是,对于负载均衡设备第一次接收到的来自DHCP客户端的请求报文(即Solicit报文),该请求报文中没有DHCP Server Identifier选项(当前协议规定除Solicit报文之外的请求报文中需要携带Server Identifier Option,其为Option2,但Solicit报文中可以不携带Server Identifier Option)或者DHCPServer Identifier选项中未携带目标DHCP服务器的唯一标识;对于第一次之后接收到的来自DHCP客户端的请求报文(如Request报文、Renew报文、Rebind报文等),则请求报文的DHCP Server Identifier选项中携带目标DHCP服务器的唯一标识(其为什么携带将在后续步骤中详细说明)。
本发明的一种优选实施方式中,可以通过“SrvID=0xXXXX”表示目标DHCP服务器的唯一标识,且目标DHCP服务器的唯一标识可以包括但不限于:目标DHCP服务器的IP地址、目标DHCP服务器的MAC地址、负载均衡设备上与目标DHCP服务器连接的端口标识等;当然实际应用中并不局限于此,只要负载均衡设备能够通过目标DHCP服务器的唯一标识从多个DHCP服务器中确定出唯一的目标DHCP服务器即可。
该优选实施方式下,如果负载均衡设备能够从DHCP Server Identifier选项中解析到“SrvID=0xXXXX”,则确定请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识,且目标DHCP服务器的唯一标识为“0xXXXX”;如果负载均衡设备没有从DHCP Server Identifier选项中解析到“SrvID=0xXXXX”或者请求报文中并未携带DHCP Server Identifier选项,则确定请求报文中没有携带目标DHCP服务器的唯一标识。
步骤503,负载均衡设备利用目标DHCP服务器的唯一标识将请求报文发送给目标DHCP服务器。其中,在获得目标DHCP服务器的唯一标识后,可利用该目标DHCP服务器的唯一标识将请求报文发送给目标DHCP服务器。
本发明中,负载均衡设备利用目标DHCP服务器的唯一标识将请求报文发送给目标DHCP服务器包括:负载均衡设备删除请求报文的DHCP ServerIdentifier选项中携带的目标DHCP服务器的唯一标识,修改DHCP ServerIdentifier选项的选项长度,修改请求报文的UDP(User Datagram Protocol,用户数据包协议)校验和,并利用目标DHCP服务器的唯一标识将经过上述处理的请求报文发送给目标DHCP服务器。
需要注意的是,在将请求报文发送给目标DHCP服务器的过程中,由于DHCP Server Identifier选项中携带有目标DHCP服务器的唯一标识,因此需要删除该目标DHCP服务器的唯一标识,即删除DHCP Server Identifier选项中的“SrvID=0xXXXX”信息;进一步的,由于目标DHCP服务器的唯一标识被删除,因此基于目标DHCP服务器的唯一标识确定的DHCP ServerIdentifier选项的选项长度需要被修改,且UDP校验和需要被修改。
步骤504,负载均衡设备根据负载均衡算法(具体算法本发明中不再赘述)确定目标DHCP服务器,并将请求报文发送给确定的目标DHCP服务器。
基于上述步骤503或者步骤504,在将请求报文发送给确定的目标DHCP服务器之后,还可以包括以下步骤:
步骤505,负载均衡设备接收来自目标DHCP服务器的响应报文。
具体的,在目标DHCP服务器接收到请求报文后,会通过负载均衡设备向DHCP客户端发送响应报文,且负载均衡设备可接收到来自目标DHCP服务器的响应报文。例如,负载均衡设备可以接收到Solicit报文的响应报文Advertise报文,或者接收到Request报文的响应报文Reply报文等。
步骤506,负载均衡设备在响应报文中添加目标DHCP服务器的唯一标识,并将响应报文发送给DHCP客户端。
本发明中,目标DHCP服务器的唯一标识可以携带在响应报文的DHCPServer Identifier选项中;基于此,负载均衡设备在响应报文中添加目标DHCP服务器的唯一标识,并将响应报文发送给DHCP客户端包括:在接收到来自目标DHCP服务器的响应报文后,负载均衡设备获得该目标DHCP服务器的唯一标识,并在响应报文的DHCP Server Identifier选项中添加目标DHCP服务器的唯一标识,修改DHCP Server Identifier选项的选项长度,修改响应报文的UDP校验和,并将经过上述处理的响应报文发送给DHCP客户端。
需要注意的是,在将响应报文发送给DHCP客户端的过程中,由于DHCPServer Identifier选项中添加了目标DHCP服务器的唯一标识,因此基于目标DHCP服务器的唯一标识确定的DHCP Server Identifer选项的选项长度需要被修改,且UDP校验和需要被修改。
本发明的一种优选实施方式中,可以通过“SrvID=0xXXXX”表示目标DHCP服务器的唯一标识,该优选实施方式下,在接收到响应报文后,负载均衡设备在响应报文的DHCP Server Identifier选项中添加SrvID=0xXXXX(0xXXXX表示目标DHCP服务器的唯一标识)。
本发明中,在将携带有目标DHCP服务器的唯一标识的响应报文发送给DHCP客户端后,如果后续DHCP客户端又需要向目标DHCP服务器发送请求报文(如Request报文、Renew报文、Rebind报文等),则DHCP客户端在下次发送请求报文时会携带目标DHCP服务器的唯一标识。
在基于DHCPv6的负载均衡网络系统中,当DHCP客户端接收到基于DHCPv6的响应报文时,基于DHCPv6的规定,DHCP客户端在下次发送请求报文时需要携带响应报文的DHCP Server Identifier选项中所携带的信息,即DHCP客户端在下次发送请求报文时会携带目标DHCP服务器的唯一标识。
在基于DHCPv4的负载均衡网络系统中,当DHCP客户端接收到基于DHCPv4的响应报文时,需要设计一种实现方式(具体实现方式在此不再赘述),使DHCP客户端在下次发送请求报文时携带响应报文的DHCP ServerIdentifier选项中所携带的信息,继而使DHCP客户端在下次发送请求报文时会携带目标DHCP服务器的唯一标识。
基于与上述方法同样的发明构思,本发明还提出了一种负载均衡设备,应用于包括DHCP客户端、所述负载均衡设备、多个DHCP服务器的负载均衡网络系统中,如图6所示,该负载均衡设备包括:
请求报文接收模块11,用于接收来自所述DHCP客户端的请求报文;
请求报文发送模块12,用于当所述请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识时,利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器;
响应报文接收模块13,用于接收来自所述目标DHCP服务器的响应报文;
响应报文发送模块14,用于在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端,指示所述DHCP客户端在下次发送请求报文时携带所述目标DHCP服务器的唯一标识。
所述请求报文发送模块12,还用于当所述请求报文中没有携带目标DHCP服务器的唯一标识时,根据负载均衡算法确定目标DHCP服务器,并将所述请求报文发送给所述确定的目标DHCP服务器。
所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;所述请求报文发送模块13,具体用于删除所述请求报文的DHCP ServerIdentifier选项中携带的目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP ServerIdentifier选项的选项长度,修改所述请求报文的UDP校验和,并利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将经过上述处理的请求报文发送给所述目标DHCP服务器。
所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;所述响应报文发送模块14,具体用于在所述响应报文的DHCP Server Identifier选项中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP ServerIdentifier选项的选项长度,修改所述响应报文的UDP校验和,并将经过上述处理的响应报文发送给所述DHCP客户端。
本发明中,所述请求报文和响应报文具体为:DHCP地址申请过程中的请求报文和响应报文。
其中,本发明装置的各个模块可以集成于一体,也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现,也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种报文的传输方法,应用于包括DHCP客户端、负载均衡设备、多个DHCP服务器的负载均衡网络系统中,其特征在于,该方法包括以下步骤:
所述负载均衡设备接收来自所述DHCP客户端的请求报文,当所述请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识时,所述负载均衡设备利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器;
所述负载均衡设备接收来自所述目标DHCP服务器的响应报文,在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端,指示所述DHCP客户端在下次发送请求报文时携带所述目标DHCP服务器的唯一标识。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述负载均衡设备接收来自所述DHCP客户端的请求报文,之后还包括:
当所述请求报文中没有携带目标DHCP服务器的唯一标识时,所述负载均衡设备根据负载均衡算法确定目标DHCP服务器,并将所述请求报文发送给所述确定的目标DHCP服务器。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;
所述负载均衡设备利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器,包括:
所述负载均衡设备删除所述请求报文的DHCP Server Identifier选项中携带的目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP Server Identifier选项的选项长度,修改所述请求报文的UDP校验和,并利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将经过上述处理的请求报文发送给所述目标DHCP服务器。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;
所述负载均衡设备在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端,包括:
所述负载均衡设备在所述响应报文的DHCP Server Identifier选项中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP Server Identifier选项的选项长度,修改所述响应报文的UDP校验和,并将经过上述处理的响应报文发送给所述DHCP客户端。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述请求报文和响应报文具体为:DHCP地址申请过程中的请求报文和响应报文。
6.一种负载均衡设备,应用于包括DHCP客户端、所述负载均衡设备、多个DHCP服务器的负载均衡网络系统中,其特征在于,该设备包括:
请求报文接收模块,用于接收来自所述DHCP客户端的请求报文;
请求报文发送模块,用于当所述请求报文中携带有目标DHCP服务器的唯一标识时,利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将所述请求报文发送给目标DHCP服务器;
响应报文接收模块,用于接收来自所述目标DHCP服务器的响应报文;
响应报文发送模块,用于在所述响应报文中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,并将所述响应报文发送给所述DHCP客户端,指示所述DHCP客户端在下次发送请求报文时携带所述目标DHCP服务器的唯一标识。
7.如权利要求6所述的设备,其特征在于,
所述请求报文发送模块,还用于当所述请求报文中没有携带目标DHCP服务器的唯一标识时,根据负载均衡算法确定目标DHCP服务器,并将所述请求报文发送给所述确定的目标DHCP服务器。
8.如权利要求6所述的设备,其特征在于,所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;
所述请求报文发送模块,具体用于删除所述请求报文的DHCP ServerIdentifier选项中携带的目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCP ServerIdentifier选项的选项长度,修改所述请求报文的UDP校验和,并利用所述目标DHCP服务器的唯一标识将经过上述处理的请求报文发送给所述目标DHCP服务器。
9.如权利要求6所述的设备,其特征在于,所述目标DHCP服务器的唯一标识携带在DHCP Server Identifier选项中;
所述响应报文发送模块,具体用于在所述响应报文的DHCP ServerIdentifer选项中添加所述目标DHCP服务器的唯一标识,修改所述DHCPServer Identifier选项的选项长度,修改所述响应报文的UDP校验和,并将经过上述处理的响应报文发送给所述DHCP客户端。
10.如权利要求6-9任一项所述的设备,其特征在于,所述请求报文和响应报文具体为:DHCP地址申请过程中的请求报文和响应报文。
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