DHCP 协议

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议） 是一个局域网的网络协议，由 DHCP Server 控制一段IP地址范围，客户机请求 服务器 就可以自动获得服务器分配的 IP地址 和 子网掩码。

DHCP

DHCP 使用 UDP 报文，交互过程：

1. Discover 阶段：当 Client（客户机） 启动时，若是配置的 DHCP 方式，由于没有 ip 地址，会自动发送 discover 广播报文（携带MAC地址），等待 DHCP Server 响应的报文，示例：I’m a client at MAC address 00:0c:29:4a:1a:f0, I need an IP address
2. Offer 阶段： 当 DHCP Server 监听到 Client 发来的 DHCP discover 广播报文 后，会检查 租约表，将地址范围内未租出，且空闲IP（顺序分配），连同租约期限等信息封装为 offer 报文，广播回应给 DHCP Client，示例：OK 00:0c:29:4a:1a:f0, I’m offering IP address 172.20.0.128
3. 接受 IP 租约阶段：如果 Client 收到局域网内多台 DHCP Server 的响应，只会挑选最先抵达的 DHCP Offer 报文 进行解析，然后发送 arp 报文，检查该 IP 在局域网内是否已经被其他主机占用
   • 如果发现该 IP 已被使用，Client 会发送一个 DHCP Decline 报文 给 DHCP Server ，拒绝接受它的 DHCP Offer，并重新发送 Discover报文
   • 如果检查该 IP 未被使用，则会广播一个 Request 报文，告诉所有服务器自己接受了哪台 DHCP Server 的 IP 地址。示例：Server 172.20.0.2, I would like to have IP 172.20.0.128
4. 确认阶段： 当 DHCP Server 收到 Client 回答的 Request 请求报文 后，向 Client 发送一个包含它提供的 IP 和其他设置的 DHCP ACK 确认报文，告诉 Client IP 地址，Client 在收到 ACK 报文之后绑定 IP 到网卡，并使用该 IP 与之前主机通信。示例：OK 00:0c:29:4a:1a:f0, IP 172.20.0.128 is yours
5. 重新开机时：当 Client 重新登陆网络时，会直接广播发送前一次分配 IP 地址的Request 请求
   • 当 DHCP Server 收到信息之后，会尝试让 Client 使用原来的IP地址，并回答一个 DHCP ACK 确认信息
   • 如果该 IP 无法再次分配给 Client，则 DHCP Server 会回答一个 DHCP NAK否认信息给Client，当 Client 收到否认信息后，会重新发送 DHCP discover报文 来重新获取新的 IP 地址
6. 更新租约：通过 DHCP 方式获取到的 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 想继续使用该 IP 地址，则必须请求 DHCP Server 更新器租约
   • 在租约期限一半（租约的50%）的时候也会发出 DHCP Request，如果此时得不到 DHCP ACK 确认报文，Client 还可以继续使用该 IP
   • 在剩下的租约期限的一半（租约的75%）的时候，若还得不到 DHCP ACK 确认报文，在租约到期之后 Client 需重新发送 DHCP discover报文（一般虚机突然没有 IP 地址就是由于该问题引起，即 DHCP Server 因故障无响应）