DHCP协议笔记

##简介 DHCP，即Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机设置协议），是一个局域网协议，用于给内部网络或者网络服务供应商自动分配IP给用户。

• 附加功能

1. 经过IP地址与MAC地址绑定功能实现静态IP地址的分配
2. 自动配置客户端的DNS服务器
3. 利用IP排除功能，使已静态分配给其余主机的IP的IP地址再也不分配给其它DHCP服务器。

##DHCP原理 DHCP运行分四个阶段，分别是

1. 发现阶段
   客户在物理子网上发送广播来寻找可用的DHCP服务器。该客户实现生成一个源地址为0.0.0.0（还没分配IP），目的地址为255.255.255.255（有限广播地址）或者一个子网广播地址的UDP包。SA能够配置一个本地路由来转发DHCP包给另外一个子网上的DHCP服务器。 客户也能够申请它使用的最后一个IP地址。若是该客户所在的网络中此IP仍然可用，服务器就能够准许该申请（续租）。不然，就要看该服务器是受权的仍是非受权的。 受权服务器会拒绝请求，使得客户马上申请一个新的IP。非受权服务器仅仅忽略掉请求，致使一个客户端请求的超时，因而客户端就会放弃此请求而去申请一个新的IP地址。

2. 提供阶段
   当DHCP服务器收到一个来自客户的IP租约请求时，它会提供一个IP租约（从IP池之中）。DHCP为客户保留一个IP地址，而后经过网络单播/广播（取决于BROADCAST为为1仍是为0）一个DHCPOFFER消息给客户（客户端接收端口为UDP 68）。该消息包含客户的MAC地址（是客户端的MAC地址才接受）、服务器提供的IP地址、子网掩码、租期以及提供IP的DHCP服务器的IP。若是收到多个DHCP服务器的offer，客户端默认只接受第一个到的。

3. 选择阶段 即客户端选择IP地址的阶段。当客户端收到一个IP租约提供时，它必须告诉全部其余的DHCP服务器它已经接受了一个租约提供。所以，该客户会发送一个DHCP REQUEST消息（从UDP 68端口发送），源地址为0.0.0.0，目标地址为255.255.255.255，其中包含提供租约的服务器的IP，已经分配的IP地址。。当其余DHCP服务器收到了该消息后（从UDP 67端口接收），它们会收回全部可能已提供给客户的租约。而后它们把曾经给客户保留的那个地址从新放回到可用地址池中，这样，它们就能够为其余计算机分配这个地址。任意数量的DHCP服务器均可以响应同一个IP租约请求，可是每个客户网卡只能接受一个租约提供。

4.确认阶段 当DHCP服务器收到来自客户的REQUEST消息后，它就开始了配置过程的最后阶段。这个响应阶段包括发送一个DHCP ACK包给客户，单播或者广播，仍是取决于BROADCAST位。这个包包含租期和客户可能请求的其余全部配置信息。这时候，TCP/IP配置过程就完成了。 该服务器响应请求并发送响应给客户。整个系统指望客户来根据选项来配置其网卡。

关于受权DHCP服务器：

DHCP受权是为了应对一个网络中有多台DHCP服务器的时候，用于肯定接收那一台DHCP服务器服务。

##DHCP续约

若是使用动态IP策略，则DHCP服务器在续约期满后又会收回已分配给客户端的IP。若是客户端须要继续使用原有的IP就须要续约：

1. 当DHCP客户端在租期到达1/2的时候，会以单播方式向DHCP服务器发送DHCP REQUEST请求报文，以其进行IP租约续期。
2. 若是赞成请求，DHCP服务器向客户端以单播方式返回DHCP ACK包给客户端。不然会返回DHCP NAK报文拒绝租约。

若是上述过程失败，DHCP客户端仍然会在租期到达7/8时再次以广播方式发送DHCP。

深刻参考： DHCP包格式

后记： 试图用tcpdump -i wlan0 -w DHCP.cap 'udp and port 67 and port 68'去抓取DHCP过程当中的四个包（经过断开wlan0的链接，再链接），结果抓来抓去只有两个包（REQUEST和ACK）。看了一下客户端的IP地址，一直没有变过。 猜想：彷佛Linux的NetworkManager对于客户端的网络有记忆行为，当网络断开以后，这个网络的IP会被缓存，当再次链接到这个网络以后，并不向DHCP服务器请求，而是直接发送续约请求。因此没有DISCOVER包和OFFER包。