DHCP的原理和实现过程

在DHCP过程中有两个对象DHCP客户端和DHCP服务端，而且DHCP在三层是通过可靠地TCP协议实现，DHCP服务运行在67和68端口。

DHCP实现的简单过程，如图1所示，

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文字描述：

1.发现阶段

在DHCP服务配置完成后，DHCP Client启动时，由于没有IP地址，会自动发送以discover的广播报文，源地址为0.0.0.0目的地址为255.255.255.255。网络上的所有支持TCP/IP的主机都会收到该DHCP Discovery报文，但是只有DHCP Server会响应该报文。

2.DHCP Server offer响应阶段

DHCP Server收到discover报文后，通过解析报文，查询dhcpd.conf配置文件，如果在地址池中能找到合适的IP地址，DHCP Server会给DHCP Client发送offer报文，告诉DHCP Client，该DHCP Server拥有资源，可以提供DHCP服务。

3.DHCP Client请求使用阶段

当DHCP Client收到offer报文时，知道在本网段中有可用的DHCP Server可以提供DHCP服务，因此，它会发送一个request请求报文，向该DHCP Server请求IP地址、掩码、网关、DNS等信息，以便登陆网络。

4.DHCP Server确认使用阶段（获得IP地址）

当DHCP Server收到DHCP Client发送的DHCP Request后，确认要为该DHCP Client提供的IP地址后，便向该DHCP Client响应一个包含该IP地址以及其他Option的报文，来告诉DHCP Client可以使用该IP地址了。然后DHCP Client即可以将该IP地址与网卡绑定。另外其他DHCP Server都将收回自己之前为DHCP Client提供的IP地址。

5. DHCP Client重新登录网络阶段

当DHCP Client重新登录后，发送一个以前的DHCP Server分配的IP地址信息的DHCP Request报文，当DHCP Server收到该请求后，会尝试让DHCP客户端继续使用该IP地址。并回答一个ACK报文。

如果该IP地址无法再次分配给该DHCP Client后，DHCP回复一个NAK报文，当DHCP Client收到该NAK报文后，会重新发送DHCP Discovery报文来重新获取IP地址。

6. DHCP Client续约阶段

DHCP获取到的IP地址都有一个租约，租约过期后，DHCP Server将回收该IP地址，所以如果DHCP Client如果想继续使用该IP地址，则必须更新器租约。更新的方式就是，当当前租约期限过了一半后，DHCP Client都会发送DHCP Renew报文来续约租期。

通过wireshark抓包也可以看到DHCP的工作过程，如图2

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