DHCP协议详解

文章目录

DHCP协议详解
一、什么是DHCP？
二、原理
三、报文解析

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、什么是DHCP？

概念： DHCP，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，常用的两个端口：67（server），68（client）。DHCP常用于局域网环境，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，并能够提升地址的使用率

二、原理

DHCP统一使用两个IANA分配的端口作为BOOTP：服务器端使用67/udp，客户端使用68/udp，DHCP运行分为四个基本过程，分别为请求IP租约（discover）、提供IP租约（offer）、选择IP租约（request）和确认IP租约（ack），客户在获得了一个IP地址以后，就可以发送一个ARP请求来避免由于DHCP服务器地址池重叠而引发的IP冲突
在这里插入图片描述
DHCP发现（DISCOVER）
当客户机接入网络后，会主动在物理子网上发送广播来寻找可用的DHCP服务器。网络管理员可以配置一个本地路由来转发DHCP包给另一个子网上的DHCP服务器。该client实现生成一个目的地址为255.255.255.255（本地地址为0.0.0.0）或者一个子网广播地址的UDP包

DHCP提供（OFFER）
当DHCP服务器收到一个来自客户的IP租约请求时，它会提供一个IP租约。DHCP为客户保留一个IP地址，然后通过网络单播一个DHCPOFFER消息给客户。该消息包含客户的MAC地址、服务器提供的IP地址、子网掩码、租期以及提供IP的DHCP服务器的IP
DHCP服务器通过地址池保存可供分配的IP地址和其他配置信息。当DHCP服务器接收到DHCP请求报文后，将从IP地址池中取得空闲的IP地址及其他的参数，发送给DHCP客户端

DHCP服务器为客户端分配IP地址时，服务器首先需要确认所分配的IP没有被网络上的其他设备所使用。DHCP服务器通过发送ICMP Echo Request（ping）报文对分配的IP进行探测。如果在规定的时间内没有应答，那么服务器就会再次发送ping报文。到达规定的次数后，如果仍没有应答，则所分配的IP地址可用。否则将探测的IP地址记录为冲突地址，并重新选择IP地址进行分配

DHCP请求（REQUEST）
如果有多台DHCP服务器向DHCP客户端回应DHCP-OFFER报文，则DHCP客户端只接受第一个收到的DHCP-OFFER报文。然后以广播方式发送DHCP-REQUEST请求报文，该报文中包含Option 54（服务器标识选项），即它选择的DHCP服务器的IP地址信息。以广播方式发送DHCP-REQUEST请求报文，是为了通知所有的DHCP服务器，它将选择Option 54中标识的DHCP服务器提供的IP地址，其他DHCP服务器可以重新使用曾提供的IP地址

DHCP确认（Acknowledge，ACK）
收到DHCP客户端发送的DHCP-REQUEST请求报文后，DHCP服务器根据DHCP-REQUEST报文中携带的MAC地址来查找有没有相应的租约记录。如果有，则发送DHCP-ACK报文作为应答，通知DHCP客户端可以使用分配的IP地址。
DHCP客户端收到DHCP服务器返回的DHCP-ACK确认报文后，会以广播的方式发送免费ARP报文，探测是否有主机使用服务器分配的IP地址，如果在规定的时间内没有收到回应，客户端才使用此地址。否则，客户端会发送DHCP-DECLINE报文给DHCP服务器，通知DHCP服务器该地址不可用，并重新申请IP地址。
如果DHCP服务器收到DHCP-REQUEST报文后，没有找到相应的租约记录，或者由于某些原因无法正常分配IP地址，则发送DHCP-NAK报文作为应答，通知DHCP客户端无法分配合适IP地址。DHCP客户端需要重新发送DHCP-DISCOVER报文来请求新的IP地址

DHCP释放(RELEASE)
客户端向DHCP服务器发送一个请求以释放DHCP资源，并注销其IP地址

DHCP NAK
服务器回复客户，客户要求的网址不能被分配