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DHCP协议
- 一、简介
- 二、分配方式
- 1）自动分配
- 2）手工分配
- 3）动态分配
- 三、工作原理
- 四、抓包分析
- 五、租约
计算机想要 「通信」必须要有一个IP地址，IP协议只是提供了IP，想要使用IP，你得自己配，而DHCP就是用来分配IP的协议。
一、简介
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）也叫动态主机配置协议，负责「管理」和「分配」IP。
DHCP使用UDP传输数据，客户端发送请求到DHCP服务器的67端口，服务器返回响应给客户端的68端口。
DHCP协议使用C/S架构，分为两个部分：
- DHCP Server（服务器）：安装了DHCP协议的服务器；控制一段IP地址范围，处理客户端的DHCP请求。
- DHCP Client（客户端）：PC等终端设备；使用DHCP服务器分配的IP地址、默认网关、DNS服务器地址等配置信息。
- DHCP Relay（中继）：非必选！跨网段时（路由器默认不转发广播），作为中间人负责转发服务器和客户端间的DHCP报文。
二、分配方式
管理员可以配置DHCP分配IP地址的方式：
1）自动分配
DHCP服务器为第一次连接的客户端分配一个「永久」性的IP地址，客户端多次连接时，IP地址不会变化。
2）手工分配
管理员提前在DHCP服务器配置好客户端的IP地址，类似静态配置。
3）动态分配
DHCP服务器给客户端分配一个受租约限制的IP，租约到期后可以被其他客户端使用。
三、工作原理
常见的DHCP工作过程分为四步：
- DHCP Discover ：客户端广播发现报文。
- DHCP Offer ：服务器返回响应报文，携带IP地址。
- DHCP Request ：客户端广播请求报文，希望使用这个IP地址。
- DHCP ACK ：服务端响应确认报文，客户端开始使用IP。
1）需要IP的客户端，广播一条发现报文（ DHCP Discover ）。
2）所有DHCP服务器都会收到发现报文，并向客户端发送一个响应报文（ DHCP Offer ），响应报文中携带服务器自己的IP和可以分配给客户端的IP；
3）客户端收到第一个响应后，会广播一个请求报文（ DHCP Request ），并将响应报文中的服务器IP和可以分配的IP放到报文里。
4）所有DHCP服务器都会收到请求报文，并判断报文里的服务器IP是不是自己：
- 如果不是自己，就收回刚才分配的IP；
- 如果是自己，就向客户端发送一个确认响应报文（ DHCP ACK ），并在报文里提供IP地址的租期。
5）客户端收到响应报文后，检查分配的IP是否可用：
- 如果可用，就使用IP；
- 如果不可用，比如IP已经被别人使用，就向DHCP服务器发送拒绝报文，通知服务器禁用这个IP，让后重新申请IP（回到第一步）。
6）客户端可以随时发送释放报文（ DHCP Release），释放IP地址，服务器收到释放报文后，会回收IP地址并重新分配。
其他涉及的报文类型：
- DHCP Decline：客户端发现IP地址无法使用时，就发送拒绝报文，通知服务器禁用这个IP。
- DHCP NAK：服务器对客户端 DHCP Request 响应的拒绝报文，客户端收到后重新 DHCP Discover。
- DHCP Inform：客户端获取IP地址后，向服务器获取DNS等配置信息。
四、抓包分析
重启网卡，抓取DHCP协议的数据包：
- 第一个包是 DHCP Release，这是关闭网卡时，客户端发送的释放IP的数据包：“这个IP我用完了，你回收吧”
- 第二个包是 DHCP Discover ，客户端广播的发现报文：“谁是DHCP服务器，我需要IP地址！”
- 第三个包是 DHCP Offer ，DHCP服务器们返回的响应报文：“我有IP地址！”，“我也有IP地址”，“……”
- 第四个包是 DHCP Request ，客户端广播的请求报文：“我要使用这个DHCP服务器提供的IP地址。”
- 第五个包是 DHCP ACK ，被使用IP的服务器：“好的，你用吧，租期是8个小时。”；没被使用IP的服务器 “不用拉到（小声哔哔）”。
五、租约
DHCP给分配的IP设置一个租期，默认1天；
当租期超过 50% 时，客户端会向服务器发送请求报文（ DHCP Request ）来续租IP地址：
- 如果服务端收到，就响应确认报文（ DHCP ACK ），同时延长租期；
- 如果没收到，则什么也不做。
当租期超过 87.5% 时，客户端再次广播请求报文（ DHCP Request ）来续租IP：
- 如果服务端收到，就响应确认报文（ DHCP ACK ），同时延长租期；
- 如果没收到，则什么也不做，直到租期结束，客户端向服务端发送释放报文（ DHCP Release），然后重新广播发现报文（ DHCP Discover ），申请IP地址。
