DHCP原理介绍

1.动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

2.dhcp分为三种：

   Manual Allocation：人工分配，获得的IP也叫静态地址

Automatic Allocation：自动分配，其情形是：一旦 DHCP客户端第一次成功的从 DHCP服务器端        租用到 IP 地址之后，就永远使用这个地址。

Dynamic Allocation：动态分配，当 DHCP客户端第一次从 DHCP服务器端租用到 IP 地址之后，        并非永久的使用该地址，只要租约到期，客户端就得释放(release)这个 IP 地址，以给其它工作站使用


3.DHCP的工作流程分为四步：

一、客户机请求 IP（DHCPdiscover）
二、服务器响应（DHCPoffer）
三、客户机选择 IP（DHCPrequest）
四、服务器确认 IP租约（DHCPack/DHCPnak）

下面我们就来分别讲一下：

一、客户机请求 IP（DHCPdiscover）
当客户机设置使用 DHCP协议获取 IP时，客户机将使用 0.0.0.0作为源地址，使用255.255.255.255作为目标地址来广播请求 IP地址的信息。广播信息中包含 DHCP客户机的MAC地址和计算机名。（这里的 MAC地址可不是 FFFF.FFFF.FFFF的 MAC 广播哦～）

二、服务器响应（DHCPoffer）
由于是广播所以同一网段内的计算机都会“听”到！DHCP服务器当然也不例外。DHCP服务器“听”到后，它首先会针对该次请求的信息所携带的 MAC地址与 DHCP主机本身的设置值进行对比。如果 DHCP主机的设置中有针对该 MAC 提供的静态 IP（每次都给一个固定 IP），则提供给客户机相关的固定 IP与相关的网络参数；如果该信息的 MAC并不在 DHCP主机的设置中，则 DHCP主机会选取当前网段内没有使用的IP给客户机使用！当然这里的响应，服务器也是采用 255.255.255.255的广播，因为此时客户机还没 IP哦～
这里有几个要注意的地方：
1、如果同一网段内有多台 DHCP服务器，那么客户机是看谁先响应，谁先响应就选择谁。
2、在 DHCP主机发给客户端的信息中，会附带一个“租约期限”信息，用来告诉客户机这个 IP能用多久！

三、客户机选择 IP（DHCPrequest）
当客户机接收到响应的信息之后，首先会以 ARP在网段内广播（ARP使用全 1的广播 MAC地址），以确定来自 DHCP服务器的 IP没被占用！如果该 IP被占用，那么客户机对于这次的 DHCP信息将不接受，而是再次发送 DHCP请求。若该 IP没有被占用，客户机则接受 DHCP服务器所给的网络参数。同时，客户机发出一个广播，通知所挑选的 DHCP服务器（有多台 DHCP服务器存在时），当然此时也是通知其它的 DHCP服务器，让这些 DHCP服务器将本预分配给客户机的 IP释放掉！（这里的概念一定要弄清楚！）注意，这一步客户机并还没有应用从 DHCP服务器获取到 IP哦！所以这一步源地址还是0.0.0.0，目标地址是 255.255.255.255。

四、服务器确认 IP租约（DHCPack/DHCPnak）
终于到最后一步了，DHCP服务器收到客户机选择 IP的广播后，则以 DHCPack消息的形式向客户机广播成功的确认。DHCPack包含：IP、掩码、网关、DNS等。当然上面还有一个 DHCPnak，一看就知道是不成功的意思！那么，哪些情况才会有这种广播呢？

例如，IP地址已无效或这个地址已被其它的客户机使用了！

此时，当客户机收到 DHCP服务器的 DHCPack消息后，客户机便使用了 DHCP服务器所给的网络参数！这里的四个步骤可都是用的广播哦，不知道大家有没有注意！呵呵～到此，我们的 DHCP原理就讲完了，下面我还给补充了点东东，希望对大家有用：

1、当我们的客户机无法找到 DHCP服务器时，它将从 TCP/IP的 B类网段 169.254.0.0中挑选一个 IP地址作为自己的 IP地址，而继续每隔 5分钟尝试与 DHCP服务器进行通信。（这里的这个 B类地址被称为 APIPA，即自动分配私有 IP地址！）

2、IP租约的更新，当客户机重新启动或租期达 50%时，客户机不会从第一步（DHCPdiscover）开始重新申请 IP，而是从第三步（DHCPrequest）开始哦～只有当租期达 87.5%时，它才从第一步（DHCPdiscover）开始重新申请！

3、客户机这里还有两条命令，希望大家给记住：

ipconfig/release ： 是用来 IP租约的释放。使用 DHCPrelease消息！

ipconfig/renew ： 是用来 IP租约的更新。使用 DHCPdiscover消息！

4、客户机必须要经过四步的情况：

(1)第一次扮演 DHCP客户机角色。

(2)IP被 DHCP服务器收回。

(3)客户机自己释放了 IP，并重租一个 IP时。

(4)客户机更换网卡了。

(5)客户机转移到另一网段时。

4.dhcp client 地址更新过程：

   DHCP服务器分配给客户端的动态IP地址通常有一定的租借期限，期满后服务器会收回该IP地址。        如果DHCP客户端希望继续使用该地址，需要更新IP租约。

   1：租约没有到期，如果客户端重启，则会向DHCP服务器发送DHCPREQUEST，请求使用原来的ip地址。

   2：在IP地址租约期限达到50%时，DHCP客户端会自动向DHCP服务器发送DHCPREQUEST包，以完成IP租约的更新。如果此IP地址有效，则DHCP服务器回应DHCPACK包，确认租约更新。

   3：如果在步骤2中DHCP服务器无响应，则在租约期限达到87.5%时，DHCP客户端会向DHCP服务器发送DHCPREQUEST包，再次请求租约的更新，如果此IP地址有效，则DHCP服务器回应DHCPACK，确认租约更新

   4：如果在步骤3中DHCP服务器无响应，客户端会发送广播包DHCPDISCOVER，重新向网络中的DHCP服务器发出ip地址请求；或者等到租约达到100%时，终止租约。

五：dhcp中继：

在大型的网络中，可能会存在多个子网。DHCP客户机通过网络广播消息获得DHCP服务器的响应后得到IP地址。但广播消息是不能跨越子网的。因此，如果DHCP客户机和服务器在不同的子网内，客户机还能不能向服务器申请IP地址呢？这就要用到DHCP中继代理。DHCP中继代理实际上是一种软件技术，安装了DHCP中继代理的计算机称为DHCP中继代理服务器，它承担不同子网间的DHCP客户机和服务器的通信任务。

完。