【网络协议】DHCP动态主机配置协议

DHCP动态主机配置协议

一、什么是DHCP？ 　 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2个端口：67(DHCP server),68(DHCP client)。DHCP通常被用于局域网环境，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。简单来说，DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。 网络中的IP地址可以由网络管理员分配静态的IP，但是当机器多的时候网络管理员进行分配，那可就忙不过来了。因此，我们需要有一个自动配置的协议，也就是称动态主机配置协议。 有了这个协议网络管理员就轻松多了。他只需要配置一段共享的IP地址。每一台新接入的机器都通过DHCP协议，来这个共享的IP地址里申请，然后自动配置好就可以了。等人走了，或者用完了，还回去，这样其他的机器也能使用。 所以说，如果是数据中心里面的服务器，IP一旦配置好，基本不会变，这就相当于买房自己装修。DHCP的方式就相当于租房。你不用装修，都是帮你配置好的。你暂时用一下，用完就退租了。 二、解析DHCP的工作方式 　　当一台机器新加入一个网络的时候 ，肯定一脸懵，啥情况都不知道，只知道自己的MAC地址。怎么办？先吼一句，我来啦，有人吗？这时候的沟通基本靠“吼”。这一步，我们都成为DHCP Discover. 　　新来的机器使用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.广播包封装在UDP里面，UDP封装在BOOTP里面。其实DHCP是BOOTP的增强版，但是如果你去抓包的话，看到的名称还是BOOTP协议。 　　在这个广播包里，新人大喊：我是新来的（Boot request），我的MAC地址是这个，我还没有IP，谁能给我个IP地址。 　　格式就像这样：

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　　如果一个网络管理员在网络里配置了DHCP Server的话，他就相当于这些IP的管理员。他立立刻能知道来了一个新人。这个时候，我们就可以体会到MAC地址唯一的重要性了。当一台机器带着自己的MAC地址加入一个网络的时候，MAC地址是他唯一的身份，如果连这个都重复了，就没办法配置了、 　　只有MAC唯一，IP管理员才能知道这是一个新人，需要租给他一个IP地址，这个过程我们称为DHCP Offer.同时，DHCP Server为此客户保留为它提供的IP地址，从而不会为其他DHCP客户分配此IP地址。 　　DHCP Offer的格式就像这样，里面有给新人分配的地址。

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　　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的新人还没有自己的IP。DHCP Server回复说，我分配了一个可用的IP给你，你看如何？除此之外，服务器还发送了子网掩码、网关和IP地址租用期限等信息。 　　新来的机器很开心，他的请求得到了回复，如果有多个DHCP Server他会收到多个IP地址，他会选择其中的一个，一般是最先到达的那个，并且会向网络发送一个DHCP Request广播数据包，包中包含客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器地址等。并告诉所有DHCP Server他将接受哪一台服务器提供的IP地址，告诉其他DHCP服务器，请求撤销他们提供的IP地址，以便提供给下一个IP租用请求者。

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　　此时由于还没有得到DHCP Server的最后确认，客户端仍然使用0.0.0.0为源IP地址。255.255.255.255作为目标地址进行广播。在BOOTP里面，接受某个DHCP Server的分配的IP。 　当DHCP Server接收到客户机的DHCP request之后，会广播返回给客户机一个DHCP ACK消息包，表明已经接受客户机的选择，并将这一IP地址的合法租用信息和其他的配置信息都放入广播包，发送给客户机，欢迎他们加入网络大家庭。

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最终租约达成的时候，还是需要广播一下，让大家都知道。