DHCP原理及配置｜（一）DHCP 原理 DHCP客户端通过和DHCP服务器的交

DHCP客户端通过和DHCP服务器的交互通讯以获得IP地址租约。为了从DHCP服务器获得一个IP地址，在标准情况下DHCP客户端和DHCP服务器之间会进行四次通讯。 DHCP协议通讯使用端口UDP 67（服务器端）和UDP 68（客户端）进行通讯， UDP68端口用于客户端请求， UDP67用于服务器响应，并且大部分DHCP协议通讯使用广播进行。
DHCP客户端和DHCP服务器的这四次通讯过程：
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1、DHCP DISCOVER
当DHCP客户端处于以下三种情况之一时，触发DHCP DISCOVER广播消息：
1）当TCP/IP协议作为DHCP客户端（自动获取IP地址）进行初始化（DHCP客户端启动、启用网络适配器或者连接到网络时）；
2）DHCP客户端请求某个IP地址被DHCP服务器拒绝，通常发生在已获得租约的DHCP客户端连接到不同的网络中；
3）DHCP客户端释放已有租约并请求新的租约。
此时， DHCP客户端发起DHCP DISCOVER广播消息，向所有DHCP服务器获取IP地址租约。此时由于DHCP客户端没有IP地址，因此在数据包中，使用0.0.0.0作为源IP地址，然后广播地址255.255.255.255作为目的地址。在此请求数据包中同样会包含客户端的MAC地址，以便DHCP服务器进行区分。
如果没有DHCP服务器答复DHCP客户端的请求， DHCP客户端在等待1秒后会再次发送DHCP DISCOVER广播消息。除了第一个DHCP DISCOVER广播消息外， DHCP客户端还会发出三个DHCP DISCOVER广播消息，等待时延分别为9秒、13秒和16秒加上一个长度为0～1000毫秒之间的随机时延。如果仍然无法联系DHCP服务器，则认为自动获取IP地址失败，默认情况下将随机使用APIPA（自动专有IP地址， 169.254.0.0/16）中定义的未被其他客户使用的IP地址，子网掩码为255.255.0.0 ，但是不会配置默认网关和其他TCP/IP选项，因此只能和同子网的使用APIPA地址的客户端进行通讯。
2、DHCP OFFER
所有接收到DHCP客户端发送的DHCP DISCOVER广播消息的DHCP服务器会检查自己的配置，如果具有有效的DHCP作用域和富余的IP地址，则DHCP服务器发起DHCP OFFER广播消息来应答发起DHCP DISCOVER广播的DHCP客户端，此消息包含以下内容：

客户端MAC地址；
DHCP服务器提供的客户端IP地址；
DHCP服务器的IP地址；
DHCP服务器提供的客户端子网掩码；
其他作用域选项，例如DNS服务器、网关、WINS服务器等；
租约期限等。

因此DHCP客户端没有IP地址，所以DHCP服务器同样使用广播进行通讯：源IP地址为DHCP服务器的IP地址，而目的IP地址为255.255.255.255 。同时， DHCP服务器为此客户保留它提供的IP地址，从而不会为其他DHCP客户分配此IP地址。如果有多个DHCP服务器给予此DHCP客户端回复DHCP OFFER消息，则DHCP客户端接受它接收到的第一个DHCP OFFER消息中的IP地址。
3、DHCP REQUEST
当DHCP客户端接受DHCP服务器的租约时，它将发起DHCP REQUEST广播消息，告诉所有DHCP服务器自己已经做出选择，接受了某个DHCP服务器的租约。
在此DHCP REQUEST广播消息中包含了DHCP客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器地址等，所有其他的DHCP服务器将收回它们为此DHCP客户端所保留的IP地址租约，以给其他DHCP客户端使用。
此时由于没有得到DHCP服务器最后确认， DHCP客户端仍然不能使用租约中提供的IP地址，所以在数据包中仍然使用0.0.0.0作为源IP地址，广播地址255.255.255.255作为目的地址。
4、DHCP ACK
提供的租约被接受的DHCP服务器在接收到DHCP客户端发起的DHCP REQUEST广播消息后，会发送DHCP ACK广播消息进行最后的确认，在这个消息中同样包含了租约期限及其他TCP/IP选项信息。
如果DHCP客户端的操作系统为Windows版本，当DHCP客户端接收到DHCP ACK广播消息后，会向网络发出三个针对此IP地址的ARP解析请求以执行冲突检测，确认网络上没有其他主机使用DHCP服务器提供的IP地址，从而避免IP地址冲突。如果发现该IP已经被其他主机所使用（有其他主机应答此ARP解析请求），则DHCP客户端则会广播发送（因为它仍然没有有效的IP地址）DHCP DECLINE消息给DHCP服务器拒绝此IP地址租约，然后重新发起DHCP DISCOVER进程。此时，在DHCP服务器管理控制台中，会显示此IP地址为BAD_ADDRESS 。
如果没有其他主机使用此IP地址，则DHCP客户端的TCP/IP使用租约中提供的IP地址完成初始化，从而可以和其他网络中的主机进行通讯。至于其他TCP/IP选项，如DNS服务器和WINS服务器等，本地手动配置将覆盖从DHCP服务器获得的值。