The Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) is a standardized network protocol used on Internet Protocol (IP) networks. The DHCP is controlled by a DHCP server that dynamically distributes network configuration parameters, such as IP addresses, for interfaces and services. A router or a residential gateway can be enabled to act as a DHCP server. A DHCP server enables computers to request IP addresses and networking parameters automatically, reducing the need for a network administrator or a user to configure these settings manually. In the absence of a DHCP server, each computer or other device on the network needs to be manually assigned to an IP address.

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議）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為對所有計算機作中央管理的手段，在RFC 2131中有詳細的描述。DHCP有3個端口，其中UDP67和UDP68為正常的DHCP服務端口，分別作為DHCP Server和DHCP Client的服務端口；546號端口用於DHCPv6 Client，而不用於DHCPv4，是為DHCP failover服務，這是需要特別開啟的服務，DHCP failover是用來做“雙機熱備”的。

DHCP 工作原理

發現階段：

即DHCP客戶端尋找DHCP服務端的過程，對應於客戶端發送DHCP Discovery，因為DHCP Server對應於DHCP客戶端是未知的，所以DHCP 客戶端發出的DHCP Discovery報文是廣播包，源地址為0.0.0.0目的地址為255.255.255.255。網絡上的所有支持TCP/IP的主機都會收到該DHCP Discovery報文，但是只有DHCP Server會響應該報文。

如果網絡中存在多個DHCP Server，則多個DHCP Server均會回復該DHCP Discovery報文。

如果同一個vlan內沒有DHCP Server，而該VlanIf配置了DHCP Relay功能，則該Vlanif即為DHCP中繼，DHCP中繼會將該DHCP報文的源IP地址修改為該Vlanif的IP地址，而目的地址則為DHCP Relay配置的DHCP Server的IP地址。同時修改DHCP報文中，giaddress為VlanIf的IP地址。並以單播將DHCP Discovery發送到DHCP Server端。

DHCP Server 提供階段：

DHCP Server提供階段，即為DHCP Server響應DHCP Discovery所發的DHCP Offer階段

DHCP Server收到DHCP Discovery報文後，解析該報文請求IP地址所屬的Subnet。並從dhcpd.conf文件中與之匹配的subnet中取出一個可用的IP地址(從可用地址段選擇一個IP地址後，首先發送ICMP報文來ping該IP地址，如果收到該IP地址的ICMP報文，則拋棄該IP地址，重新選擇IP地址繼續進行ICMP報文測試，直到找到一個網絡中沒有人使用的IP地址，用以達到防治動態分配的IP地址與網絡中其他設備IP地址沖突，這個IP地址沖突檢測機制，可配置)，設置在DHCP Discovery報文中yiaddress字段中，表示為該客戶端分配的IP地址，並且為該Lease設置該Subnet配置的Option，例如默認leases租期，最大租期，router等信息。

DHCP從地址池中選擇IP地址，以如下優先級進行選擇：

1、當前已經存在的Ip Mac的對應關系

2、Client以前的IP地址

3、讀取Discovery報文中的Requested Ip Address Option的值，如果存在並且IP地址可用

4、從配置的Subnet中選擇IP地址：

DHCP Server解析DHCP Discovery請求的IP所屬的Subnet，首先看該DHCP Discovery報文中giaddress是否有DHCP Relay，如果有，則從giaddress所述的subnet中可用IP地址段中獲取，並分配IP。如果giaddress沒有IP地址，則從該DHCP Server綁定的接口的IP地址所屬的網段分配IP地址。

DHCP Client 選擇階段：

DHCP Client收到若幹個DHCP Server響應的DHCP Offer報文後，選擇其中一個DHCP Server作為目標DHCP Server。選擇策略通常為選擇第一個響應的DHCP Offer報文所屬的DHCP Server。

然後以廣播方式回答一個DHCP Request報文，該報文中包含向目標DHCP請求的IP地址等信息。之所以是以廣播方式發出的，是為了通知其他DHCP Server自己將選擇該DHCP Server所提供的IP地址。

DHCP Server確認階段：

當DHCP Server收到DHCP Client發送的DHCP Request後，確認要為該DHCP Client提供的IP地址後，便想該DHCP Client響應一個包含該IP地址以及其他Option的報文，來告訴DHCP Client可以使用該IP地址了。然後DHCP Client即可以將該IP地址與網卡綁定。另外其他DHCP Server都將收回自己之前為DHCP Client提供的IP地址。

DHCP Client重新登錄網絡：

當DHCP Client重新登錄後，發送一個以包含之前DHCP Server分配的IP地址信息的DHCP Request報文，當DHCP Server收到該請求後，會嘗試讓DHCP客戶端繼續使用該IP地址。並回答一個ACK報文。

但是如果該IP地址無法再次分配給該DHCP Client後，DHCP回復一個NAK報文，當DHCP Client收到該NAK報文後，會重新發送DHCP Discovery報文來重新獲取IP地址。

DHCP Client更新租約：

DHCP獲取到的IP地址都有一個租約，租約過期後，DHCP Server將回收該IP地址，所以如果DHCP Client如果想繼續使用該IP地址，則必須更新器租約。更新的方式就是，當當前租約期限過了一半後，DHCP Client都會發送DHCP Renew報文來續約租期。

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dhcp之網絡服務學習路線