DHCP協議介紹
在常見的小型網絡中（例如家庭網絡和學生宿舍網），網絡管理員都是採用手工分配IP地址的方法，而到了中、大型網絡，這種方法就不太適用了。在中、大型網絡，特別是大型網絡中，往往有超過100臺的客戶機，手動分配IP地址的方法就不太合適了，不僅效率太低而且容易出錯。因此，我們必須引入一種高效的IP地址分配方法；DHCP協議爲我們解決這一難題提供高效方法。
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議）：DHCP協議的前身是BOOTP協議，是一個局域網的網絡協議，位於TCP/IP模型的應用層，使用UDP協議工作，常用的2個端口：67（DHCP server），68（DHCP client）。其主要功能就是爲客戶端分配IP信息（IP地址、Gateway地址、DNS服務器地址）
DHCP啓動流程
DHCP主要啓動流程如下，主要有以下幾個階段：
- DHCP發現（DISCOVER）
- DHCP提供（OFFER）
- DHCP請求（REQUEST）
- DHCP確認（Acknowledge，ACK）
- DHCP釋放(RELEASE)
![在這裏插入圖片描述]()
DHCP請求IP地址的過程如下：
1）主機發送DHCP DISCOVER廣播包在網絡上尋找DHCP服務器；
2）DHCP服務器向主機發送DHCP OFFER單播數據包，包含IP地址、MAC地址、域名信息以及地址租期；
3）主機發送DHCP REQUEST廣播包，正式向服務器請求分配已提供的IP地址；
4）DHCP服務器向主機發送DHCP ACK單播包，確認主機的請求
5）租約到期，客戶機發送DHCP Release報文，DHCP服務器回收被分配的IP地址
DHCP流程講解
1. DHCP Discover階段
發現階段，即DHCP客戶機尋找DHCP服務器的階段。DHCP客戶機以廣播方式（因爲DHCP服務器的IP地址對於客戶機來說是未知的）發送DHCP discover發現信息來尋找DHCP服務器，即向地址爲255.255.255.255，端口號爲67發送特定的廣播信息。網絡上每一臺安裝了TCP/IP協議的主機都會接收到這種廣播信息，但只有DHCP服務器纔會做出響應。
在Discover階段客戶端也可以請求它使用的最後一個IP地址作爲將要分配的IP，我這裏最後使用的IP爲192.168.0.110.
2. DHCP OFFER階段
提供階段，即DHCP服務器提供IP地址的階段。在網絡中接收到DHCP discover發現信息的DHCP服務器都會做出響應，它從尚未出租的IP地址中挑選一個分配給DHCP客戶機，向DHCP客戶機發送一個包含出租的IP地址和其他設置的DHCP offer提供信息（DNS地址,IP地址，子網地址，DHCP服務地址等）。、
在offer階段的Dst地址可以是255.255.255.255或者是DISCOVER階段附加的Requested 地址，這裏爲第二種。
3. DHCP REQUEST階段
選擇階段，即DHCP客戶機選擇某臺DHCP服務器提供的IP地址的階段。如果有多臺DHCP服務器向DHCP客戶機發來的DHCP offer提供信息，則DHCP客戶機只接受第一個收到的DHCP offer提供信息，然後它就以廣播方式回答一個DHCP request請求信息，該信息中包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內容。之所以要以廣播方式回答，是爲了通知所有的DHCP服務器，他將選擇某臺DHCP服務器所提供的IP地址。
4. DHCP ACK階段
確認階段，即DHCP服務器確認所提供的IP地址的階段。當DHCP服務器收到DHCP客戶機回答的DHCP request請求信息之後，它便向DHCP客戶機發送一個包含它所提供的IP地址和其他設置的DHCP ack確認信息，告訴DHCP客戶機可以使用它所提供的IP地址。然後DHCP客戶機便將其TCP/IP協議與網卡綁定，另外，除DHCP客戶機選中的服務器外，其他的DHCP服務器都將收回曾提供的IP地址.
5. DHCP RELEASE階段
釋放階段，即客戶機租約到期，客戶機發送DHCP Release報文給DHCP服務器，DHCP服務器回收被分配的IP地址。
此外，在實際過程中可能還存在着兩個階段：重新登錄階段以及更新租約階段。
重新登錄，以後DHCP客戶機每次重新登錄網絡時，就不需要再發送DHCP discover發現信息了，而是直接發送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當DHCP服務器收到這一信息後，它會嘗試讓DHCP客戶機繼續使用原來的IP地址，並回答一個DHCP ack確認信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機使用時（比如此IP地址已分配給其它DHCP客戶機使用），則DHCP服務器給DHCP客戶機回答一個DHCP nack否認信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCP nack否認信息後，它就必須重新發送DHCP discover發現信息來請求新的IP地址。
當客戶端獲取到IP信息時，在cmd命令衝執行ipconfig /renew客戶機‘192.168.0.110’則會發起Request請求，如果該地址沒有被其他機器使用，DHCP服務器則發起ACK信息，如下圖所示：
更新租約， DHCP服務器向DHCP客戶機出租的IP地址一般都有一個租借期限，期滿後DHCP服務器便會收回出租的IP地址。如果DHCP客戶機要延長其IP租約，則必須更新其IP租約。DHCP客戶機啓動時和IP租約期限過一半時，DHCP客戶機都會自動向DHCP服務器發送更新其IP租約的信息。
DHCP協議的不足
DHCP協議在給大量客戶機分配IP信息提供了便利性，但是該協議在某些場景也有其缺點：
- DHCP服務器提供IP地址具有隨機性，具有不確定性
- DHCP服務器只能管理通過DHCP協議分配的IP地址，若用戶手動分配IP，可能存在兩臺IP地址衝突
- 若在一個局域網中存在兩個DHCP服務器，客戶機獲取的IP地址可能衝突或者獲取非預期IP地址。
DHCP服務器和測試命令
本臺pc機器是通過路由器接入家庭網絡，而該臺TPLink則充當DHCP服務器，實現客戶端機的IP分配。
爲了分析DHCP協議啓動過程需要使用ipconfig命令以及wireshark工具進行抓包分析。
wireshark抓包
ipconfig命令
其中ipconfig /release 爲釋放IPV4地址信息,ipconfig /renew爲更新IPV4地址信息
如果不足，歡迎指正~~
參考文章：
https://zh.wikipedia.org/wiki/動態主機設置協議
http://www.elecfans.com/baike/wangluo/luyouqi/20180306643883.html