网络协议系列(二) ---- DHCP:动态主机配置协议

为什么使用DHCP协议？

DHCP协议是为了获取IP地址。当主机接入网络时，需要一个IP地址，一种方法是静态配置，即对主机手工配置IP地址，网关等信息。这种方法一方面是比较繁琐，另一方面可能存在两台主机配成了相同的IP导致IP冲突。使用DHCP时，IP地址由DHCP服务器统一管理和分配，即保证了IP地址不发生冲突，又无需人工干预。

DHCP过程:

假设主机A接入了网络，网络中有两个DHCP服务器SD1和SD2。

首先，主机A发送DHCP Discover广播数据包。

网络中的DHCP服务器(SD1和SD2)收到这个广播数据包后，都会从自己的IP池子中挑选一个可用IP，通过DHCP Offer发送给主机A。比如SD1发送给A offer1(携带ip1)，SD2发送给A offer2(携带ip2)。

主机A收到了2个offer，从中挑选一个，通常是挑选先到的。比如SD1的offer1先来了，那么主机A准备使用ip1，但此时它还不能使用(因为它还没有给SD1确认它接受了offer)。这时主机A再发送一个广播消息DHCP request，携带DHCP服务器SD1的ip, 以及自己选好的offer ip1。

SD2收到这个消息发现主机A没有接受自己的offer（消息中携带是SD1的ip），则接下来不用管了。

SD1收到这个消息后，发现主机A接受了自己的offer，则将这个ip1正式分给主机A。同时发送一个DHCP ACK，里面携带ip1和可以使用的时间(租期)。一种突发情况是，SD1在收到主机A的确认(DHCP request)之前，将ip1分给别人了，这时SD1会给主机A发送拒绝消息DHCP Decline。这种情况下主机A就悲催了，只能重新发起DHCP discovery进行ip地址获取过程。

主机A在收到ACK后，就可以使用ip1了。当以后使用时间过了租期的一半时，会向DHCP server发起续租请求。

多说一句，DHCP是基于UDP的，而UDP是基于IP的。主机开始DHCP过程时并没有IP地址，所以IP报文源地址一项填的是全0. 而整个DHCP过程(Discover, Offer, Request, Ack)都是采用广播的形式来进行的。