DHCP服務器應用

動態主機設置協議（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一個局域網的網絡協議，使用UDP協議工作，主要有兩個用途：給內部網絡或網絡服務供應商自動分配IP地址，給用戶或者內部網絡管理員作爲對所有計算機作中央管理的手段。

DHCP 可以說是 BOOTP 的增強版本，它分爲兩個部份：一個是服務器端，而另一個是客戶端。所有的 IP 網絡設定數據都由 DHCP服務器集中管理，並負責處理客戶端的 DHCP 要求；而客戶端則會使用從服務器分配下來的IP環境數據。使用DHCP，整個計算機的配置文件都可以在一條信息中獲得（除了IP地址，服務器可以同時發送子網掩碼、缺省網關、DNS服務器和其他的TCP/IP配置）。

原理

dhcp client ——>tcp/ip 【自動獲得】

dhcp應用層協議：

udp 端口 67 server 68 client

dhcp 工作模式：

1、Manual Allocation

人工分配，獲得的IP也叫靜態地址，網絡管理員爲某些少數特定的在網計算機或者網絡設備綁定固定IP地址，且地址不會過期。

同一個路由器一般可以通過設置來劃分靜態地址和動態地址的IP段，比如一般家用TP-LINK路由器，常見的是從192.168.1.100~192.168.1.254，這樣如果你的電腦是自動獲得IP的話，一般就是192.168.1.100，下一臺電腦就會由DHCP自動分到爲192.168.1.101。而192.168.1.2~192.168.1.99爲手動配置IP段。

manual server： mac ——>ip 1111-2222-3333 1.1.1.1

dhcpclient 1111-2222-3333

特點：地址動態分配地址利用率低

2、Automatic Allocation

自動分配，其情形是：一旦 DHCP客戶端第一次成功的從 DHCP服務器端租用到 IP 地址之後，就永遠使用這個地址。

automatic server：地址池｛起始地址結束地址｝

dhcpclient mac ——>ip 記錄 1111-2222-3333 ——>1.1.1.1 【永久】

特點：動態分配地址利用率低簡化了管理員工作量

3、Dynamic Allocation

動態分配，當 DHCP客戶端第一次從 DHCP服務器端租用到 IP 地址之後，並非永久的使用該地址，只要租約到期，客戶端就得釋放(release)這個 IP 地址，以給其它工作站使用。當然，客戶端可以比其它主機更優先的更新（renew)租約，或是租用其它的 IP 地址。DHCP 除了能動態的設定 IP 地址之外，還可以將一些 IP 保留下來給一些特殊用途的機器使用，它可以按照硬件地址來固定的分配 IP 地址，這樣可以留下更大的設計空間。

dynamic server：地址池｛起始地址結束地址｝

dhcpclient mac ——>ip 記錄 1111-2222-3333 ——>1.1.1.1 【租期】

特點：動態分配地址利用率高簡化了管理員工作量

dhcp client ——獲得地址過程：

1.dhcpdiscover 發送請求地址廣播

2.dhcpoffer 供應方提供地址

3.dhcprequest 發送讓其他供應方收回地址，併發送配置請求

4.dhcpack 供應方提供配置信息

續租過程（自動）：

1.使用租期不到50%時，重啓 ——> 重新發送dhcprequest 請求

2.使用租期到50%時，系統發送dhcprequest 請求並等待迴應，若到租期的87.5%時仍未收到迴應，a方案：到租期的100%時，自動終止合同，地址自動切換爲 169.254.x.y ； b方案：直接向其他供應方重新發送 dhcpdiscover 請求

客戶端向server服務器請求地址：

當 DHCP客戶端第一次登錄網絡的時候，也就是客戶發現本機上沒有任何 IP 數據設定，它會向網絡發出一個 DHCP DISCOVER封包(廣播包)。因爲客戶端還不知道自己屬於哪一個網絡，所以封包的來源地址會爲 0.0.0.0 ，而目的地址則爲 255.255.255.255 ，然後再附上 DHCP discover 的信息，向網絡進行廣播。在 Windows 的預設情形下，DHCP discover 的等待時間預設爲 1 秒，也就是當客戶端將第一個 DHCP discover封包送出去之後，在 1 秒之內沒有得到響應的話，就會進行第二次 DHCP discover 廣播。若一直得不到響應的情況下，客戶端一共會有四次 DHCP discover 廣播（包括第一次在內），除了第一次會等待 1 秒之外，其餘三次的等待時間分別是 9、13、16 秒。如果都沒有得到 D HCP服務器的響應，客戶端則會顯示錯誤信息，宣告 DHCP discover 的失敗。之後，基於使用者的選擇，系統會繼續在 5 分鐘之後再重複一次 DHCP discover 的過程。

Server服務器提供 IP 租用地址

當 DHCP服務器監聽到客戶端發出的 DHCP discover 廣播後，它會從那些還沒有租出的地址範圍內，選擇最前面的空置 IP ，連同其它 TCP/IP 設定，響應給客戶端一個 DHCP OFFER封包。由於客戶端在開始的時候還沒有 IP 地址，所以在其 DHCP discover封包內會帶有其 MAC 地址信息，並且有一個 XID 編號來辨別該封包，DHCP服務器響應的 DHCP offer 封包則會根據這些資料傳遞給要求租約的客戶。根據服務器端的設定，DHCP offer封包會包含一個租約期限的信息。

客戶端接受 IP 租約

如果客戶端收到網絡上多臺 DHCP 服務器的響應，只會挑選其中一個 DHCP offer 而已（通常是最先抵達的那個），並且會向網絡發送一個DHCP request廣播封包，告訴所有 DHCP 服務器它將指定接受哪一臺服務器提供的 IP 地址。同時，客戶端還會向網絡發送一個 ARP封包，查詢網絡上面有沒有其它機器使用該 IP 地址；如果發現該 IP 已經被佔用，客戶端則會送出一個 DHCPDECLINE 封包給 DHCP服務器，拒絕接受其 DHCP offer ，並重新發送 DHCP discover 信息。事實上，並不是所有 DHCP客戶端都會無條件接受 DHCP服務器的 offer ，尤其這些主機安裝有其它 TCP/IP 相關的客戶軟件。客戶端也可以用 DHCP request 向服務器提出 DHCP 選擇，而這些選擇會以不同的號碼填寫在 DHCP Option Field 裏面。