DHCP协议 详解，DHCP协议的功能，DHCP协议的工作原理

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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。