Linux DHCP原理

DHCP做用

　　DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工做， 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、子网掩码、网关以及DNS、（网络批量安装）等tcp/ip信息，给用户或者内部网络管理员做为对全部计算机做中央管理的方法。

DHCP原理

DHCP租约四部曲

A：客户端进行IP请求

　　当一个DHCP客户机启动时，会自动将本身的IP地址配置成0.0.0.0，因为使用0.0.0.0不能进行正常通讯，因此客户机就必须经过DHCP服务器来获取一个合法的地址。因为客户机不知道DHCP服务器的IP地址，因此它使用0.0.0.0的地址做为源地址，使用UDP68端口做为源端口，使用255.255.255.255做为目标地址，使用UDP67端口做为目的端口来广播请求IP地址信息。广播信息中包含了DHCP客户机的MAC地址和计算机名，以便使DHCP服务器能肯定是哪一个客户机发送的请求。

B：服务器响应

 

　　当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址的信息时，它就在本身的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。若是有，DHCP服务器就将此IP地址作上标记，加入到DHCPOFFER的消息中，而后DHCP服务器就广播一则包括下列信息的DHCPOFFER消息：DHCP客户机的MAC地址；DHCP服务器提供的合法IP地址；子网掩码；默认网关（路由）；租约的期限；DHCP服务器的IP地址。由于DHCP客户机尚未IP地址，因此DHCP服务器使用本身的IP地址做为源地址，使用UDP67端口做为源端口，使用255.255.255.255做为目标地址，使用UDP68端口做为目的端口来广播DHCPOFFER信息。

C：客户机选择IP　　

　　DHCP客户机从接收到的第一个DHCPOFFER消息中选择IP地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能提供给另外一个DHCP客户机。当客户机从第一个DHCP服务器接收DHCPOFFER并选择IP地址后，DHCP租约的第三过程发生。客户机将DHCPREQUEST消息广播到全部的DHCP服务器，代表它接受提供的内容。DHCPREQUEST消息包括为该客户机提供IP配置的服务器的服务标识符（IP地址）。DHCP服务器查看服务器标识符字段，以肯定它本身是否被选择为指定的客户机提供IP地址，若是那些DHCPOFFER被拒绝，则DHCP服务器会取消提供并保留其IP地址以用于下一个IP租约请求。

　　在客户机选择IP的过程当中，虽然客户机选择了IP地址，可是尚未配置IP地址，而在一个网络中可能有几个DHCP服务器，因此客户机仍然使用0.0.0.0的地址做为源地址，使用UDP68端口做为源端口，使用255.255.255.255做为目标地址，使用UDP67端口做为目的端口来广播DHCPREQUEST信息。

D：服务器确认租约

 

　　DHCP服务器接收到DHCPREQUEST消息后，以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功的确认，该消息包含有IP地址的有效租约和其余可能配置的信息。虽然服务器确认了客户机的租约请求，可是客户机尚未收到服务器的DHCPACK消息，因此服务器仍然使用本身的IP地址做为源地址，使用UDP67端口做为源端口，使用255.255.255.255做为目标地址，使用UDP68端口做为目的端口来广播DHCPACK信息。当客户机收到DHCPACK消息时，它就配置了IP地址，完成了TCP/IP的初始化。

 

服务器确认租约：DHCPNACK（DHCPNAK）

 

　　若是DHCPREQUEST不成功，例如客户机试图租约先前的IP地址，但该IP地址再也不可用，或者由于客户机移到其余子网，该IP无效时，DHCP服务器将广播否认确认消息DHCPNACK。当客户机接收到不成功的确认时，它将从新开始DHCP租约过程。

DHCP续租

 

 

　　DHCP客户机会在租期过去50%的时候，直接向为其提供IP地址的DHCP服务器发送DHCPREQUEST消息包。若是客户机接收到该服务器回应的DHCPACK消息包，客户机就根据包中所提供的新的租期以及其它已经更新的TCP/IP参数，更新本身的配置，IP租用更新完成。若是没有收到该服务器的回复，则客户机继续使用现有的IP地址，由于当前租期还有50%。

　　若是在租期过去50%的时候没有更新，则DHCP客户机将在租期过去75%的时候再次向为其提供IP地址的DHCP服务器联系。若是还不成功，到租约的100%时候，DHCP客户机必须放弃这个IP地址，从新申请。若是此时无DHCP服务器可用，DHCP客户机会使用169.254.0.0/16中随机的一个地址，而且每隔5分钟再进行尝试。