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DHCP协议
计算机想要
「通信」必须要有一个IP地址,IP协议只是提供了IP,想要使用IP,你得自己配,而DHCP就是用来分配IP的协议。
一、简介
DHCP也叫动态主机配置协议,负责「管理」和「分配」IP。
安装了DHCP协议的主机被称为DHCP服务器,服务器控制一段IP地址范围,其他主机可以从DHCP服务器自动获取IP地址、默认网关、DNS服务器地址等信息。
提示:DHCP协议是Windows Server 系统的一个服务组件,需要管理员手动安装和配置。
二、分配方式
管理员可以配置DHCP分配IP地址的方式:
1)自动分配
DHCP服务器为第一次连接的客户端分配一个「永久」性的IP地址,客户端多次连接时,IP地址不会变化。
2)手工分配
管理员在服务器配置好客户端的IP地址,类似静态配置。
3)动态分配
DHCP服务器给客户端分配一个「限时」的IP,IP到期后可以被其他客户端使用。
三、工作原理
1)需要IP的客户端,广播一条发现报文( DHCP Discover )。
2)所有DHCP服务器都会收到发现报文,并向客户端发送一个响应报文( DHCP Offer ),响应报文中携带服务器自己的IP和可以分配给客户端的IP;
3)客户端收到第一个响应后,会广播一个请求报文( DHCP Request ),并将响应报文中的服务器IP和可以分配的IP放到报文里。
4)所有DHCP服务器都会收到请求报文,并判断报文里的服务器IP是不是自己:
- 如果不是自己,就收回刚才分配的IP;
- 如果是自己,就向客户端发送一个响应报文( DHCP ACK ),并在报文里提供IP地址的租期。
5)客户端收到响应报文后,检查分配的IP是否可用:
- 如果可用,就使用IP;
- 如果不可用,比如IP已经被别人使用,就向DHCP服务器发送拒绝报文,通知服务器禁用这个IP,让后重新申请IP(回到第一步)。
6)客户端可以随时发送释放报文,释放IP地址,服务器收到释放报文后,会回收IP地址并重新分配。
DHCP的工作流程可以简化为4步:
DHCP Discover:客户端 “谁是DHCP服务器,我需要IP地址!”
DHCP Offer:DHCP服务器们 “我有IP地址!”,“我也有IP地址”,“……”
DHCP Request:客户端 “我要使用这个DHCP服务器提供的IP地址。”
DHCP ACK:被使用IP的服务器 “好的,你用吧,租期是8个小时。”,没被使用IP的服务器 “不用拉到(小声哔哔)”
四、抓包分析
重启网卡,抓取DHCP协议的数据包:
第一个包是关闭网卡时,客户端发送的释放IP的数据包。
剩下的四个包,是开启网卡时,客户端获取IP地址的数据包,和前面提到的四个步骤一一对应。
五、租约
DHCP给分配的IP设置一个租期;
当租期超过 50% 时,客户端会向服务器发送请求报文(DHCP Request)来续租IP地址:
- 如果服务端收到,就延长租期;
- 如果没收到,则什么也不做。
当租期超过 87.5% 时,客户端会广播请求报文来续租IP:
- 如果服务端收到,就延长租期;
- 如果没收到,则什么也不做,直到租期结束,客户端向服务端发送释放报文,然后重新广播发现报文,申请IP地址。
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