DHCP协议

DHCP

  DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)，动态主机配置协议，是一个应用层协议。将主机的IP地址设置为动态分配时，DHCP服务器就会根据DHCP将IP地址分配给客户端，使客户端可以通过这个IP地址进行上网的操作。

背景

  DHCP协议的前身是BOOTP协议，BOOTP被创建出来的目的也是为了分配IP地址但是只能实现有限的主机配置，后来被DHCP所取代。因为DHCP的功能更加的强大，也更加的复杂。

工作流程

  

1. 客户端的操作系统生成一个DHCP discover报文，被放置在一个具有广播IP的目的地址和源IP为0.0.0.0的IP数据报中，发送到以太网，试图找到可以分配IP地址的DHCP服务器端。
2. 运行在路由器上的DHCP服务器端接收到了此次请求，回复给客户端一个DHCP OFFER报文，其中包括了配置信息，要求客户端进行配置。
3. 客户端接收到DHCPOFFER后，需要接收配置信息。表示接受的话，发送给服务器端一个DHCP request请求报文。
4. DHCP服务器接收到request报文后，将IP地址分配给客户端。

DHCP的地址问题

  DHCP服务器可配置为提供三种地址分配：自动分配、动态分配和手动分配。三者之间的差异是地址分配是否基于客户机的身份，以及该地址是否可撤销或者变更。最常用的方法是动态分配。

  在动态分配时，DHCP客户机请求分配一个IP地址，服务器从可用的地址池中选择一个作为响应。分配给客户机的地址只在一段特定时间内有效，这段时间被称为租用期。客户机可以使用这个地址知道租用期到期，通常情况下，在租用期过半的时候会尝试续订租约。

设置租用期的原因

  租用期是DHCP服务器一个重要的配置参数。租用期的范围下从几分钟上可达永久。但需要对地址池的大小和地址稳定性等因素加以权衡。较长的租用期通常会很快的耗尽可用的地址池，但可以提供稳定的地址和减小网络开销。较短的租用期可以给客户提供可用性更高的地址池，但是随之而来的是稳定性的降低。

报文格式

• OP：报文的操作类型，分为请求(1)和应答(2)两种
• Htype：客户端的MAC地址类型，其实就是指明网络类型。
• Hlen：MAC地址长度，以太网的MAC地址长度通常为6个字节，值为6
• Hops：报文经过DHCP中继的数目，默认为0，每经过一个中继，增加1。
• Xid：事务ID，是由客户机选择的一个随机数，服务器需要将它复制到响应中。用于将应答和请求匹配，在一次请求中所有的Xid都是同一个值。
• Secs：秒数，以秒为单位。从客户端获取IP地址或者续约过程到现在所使用的时间。
• Flags：标志位，用来标志服务器的应答报文是采用单播还是广播的形式，0：单播、1：广播；
• Ciaddr：客户端的IP地址，由于这个协议就是用来申请IP地址的，所以只有服务器的ACK报文中显示，在其他的报文中均为0；
• Yiaddr：服务器分配给客户端的IP地址，仅在服务器发送的OFFER和ACK报文中显示，其他报文中均为0
• Siaddr：下一个为客户端进行操作的服务器的地址
• Giaddr：客户端发起请求后经过的第一个中继的IP地址，如果没有中继则显示为0
• Chaddr：客户端的MAC地址。
• Sname：为客户端分配IP地址的服务器名称；
• File：服务器为客户端指定的配置文件以及路径，只在OFFER中显示，其他报文显示为0；
• Options：可选项字段，长度可变。格式为 代码+长度+数据