動態主機配置協議DHCP

2021 年 1 月 13 日
筆記
計算機網絡

一—導讀

在日常生活中我們使用電腦，當我們連接到一個新的網絡的時候，你知道中間發生了什麼，最終你可以上網的嗎？一個主機想要上網，需要如下配置信息：IP地址，子網掩碼，默認網關，DNS服務器。

如果手動去配置這些，容易出錯還麻煩，這時就有一個解放人類雙手的好工具-DHCP服務器，可為局域網主機中各主機配置以上4個信息。

主機開機後自啟動DHCP服務器，然後向DHCP服務器請求配置信息本篇我們就來介紹一下DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）。

二—相關術語的介紹

DHCP DISCOVER： DHCP發現報文，其內部裝有事物ID和DHCP客戶端MAC地址。

DHCP OFFER:DHCP提供報文

DHCP REQUEST: DHCP請求報文

DHCP ACK:DHCP確認報文

DHCP NACK ：DHCP否認報文

DHCP RELEASE:DHCP釋放報文

說明：DHCP客戶沒有獲取地址的時候使用的地址為0.0.0.0。

最開始客戶採用廣播地址廣播發送的方式去發送相應的報文。

三—實例講解DHCP工作過程

假設網絡中有兩台DHCP服務器和一台主機，DHCP使用客戶-服務器方式，在DHCP服務器上運行DHCP服務進程（簡稱服務器），在用戶主機商行運行DHCP客戶進程（簡稱為客戶）

DHCP是TCP/IP協議體系中的應用層中的協議，使用運輸層的UDP所提供的服務，也就是說，DHCP報文在運輸層會被打包成UDP用戶數據報，服務器使用的UDP端口是67，客戶用的是68，UDP用戶數據報在網絡層被打包成IP數據報。根據所使用的網絡接口封裝成相應的數據鏈路層的幀。

下面我們來看看服務器和客戶的交互過程，當啟用主機的DHCP後，DHCP客戶進程通過廣播的方式向DHCP服務器發送DHCP發現報文，因為主機目前還沒有分配到IP地址，所以該發現報文的源地址0.0.0.0，

目的IP地址為廣播地址255.255.255.255，之所以採用廣播發送，因為主機此時並不知道服務器有幾台，IP地址是什麼？由於是光播的IP數據報，所以網絡中的進程都會收到該數據報，對其層層解封。解封出封裝有DHCP發現報文的用戶數據報，對於DHCP客戶來說，其應用層沒有監聽該UDP數據報的目的端口67的進程，無法交付 DHCP發現報文，只能丟棄。另一邊，DHCP服務器始終運行着DHCP服務器進程。接受該發現報文並做出響應。DHCP的服務器收到發現報文後，根據報文中的客戶端的MACI地址來查找自己的數據庫，看是否有針對該MACI地址的配置信息。如果有，就把這些配置信息打包成提供報文發給用戶主機，沒有的話就採取默認的配置信息來發送提供報文，封裝該數據報的源IP地址就是服務器本身的地址，源IP地址任然為廣播地址（主機目前還沒有配IP地址，為了讓他收到，只能用廣播）。因為是廣播發送，所以所有設置都能收到。服務器沒有監聽目的端口68的進程，於是會丟棄該報文，只有客戶會收到並且提取出有用的信息。客戶會根據收到的提供報文中的事物ID來判斷該報文是不是自己所請求的報文（看兩個事物ID是否一樣），如果一樣，就接受該報文。否則丟棄該報文。