DHCP的8类报文抓包以及option详解

Posted 2020-06-27

 

      DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol﹐中文名为动态主机配置协议）它的前身是 BOOTP，它工作在OSI的应用层，是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获取它们的配置信息的自举协议。

DHCP使用客户端/服务器模式，请求配置信息的计算机叫做DHCP客户端，而提供信息的叫做DHCP的服务器。

DHCP为客户端分配地址的方法有三种：手工配置、自动配置、动态配置。

DHCP最重要的功能就是动态分配。除了IP地址，DHCP分组还为客户端提供其他的配置信息，比如子网掩码、域名、网关、DNS、租期等。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。

 

• DHCP的工作流程

• DHCP8类报文

报文类型	含义
DHCP DISCOVER	客户端用来寻找DHCP服务器。
DHCP OFFER	DHCP服务器用来响应DHCP DISCOVER报文，此报文携带了各种配置信息。
DHCP REQUEST	客户端请求配置确认，或者续借租期。
DHCP ACK	服务器对REQUEST报文的确认响应。
DHCP NAK	服务器对REQUEST报文的拒绝响应。（广播）
DHCP RELEASE	客户端要释放地址时用来通知服务器。（单播）
DHCP DECLINE	PC收到DHCP服务器的地址后，发送分配地址免费ARP，如果有回应，会发送DHCP DECLINE报文
DHCP INFORM	PC单独请求域名、DNS这些参数的时候

具体流程：

①发现阶段：即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的）、基于UDP的源端口号68，目的端口号67来发送DHCP DISCOVERr发现信息来寻找DHCP服务器，即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应。

 

②预提供阶段：（可以单播可以广播，取决于DHCP报文中的flag位）即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCP discover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，在本地形成一个绑定。向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCP OFFER提供信息。【服务器在分配这个地址之间会ping一下这个分配的ip地址，如果没有Response就才会预分配这个地址】

 

③选择阶段，即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCP offer提供信息，则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCP offer提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCP REQUEST请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器（option 54中有所选DHCP服务器的ip地址）。报文之所以要以广播方式回答，一是为了通知所选DHCP服务器，二是请其他服务器收回分配的地址。

 

④确认阶段：（可以单播可以广播，取决于DHCP报文中的flag位）即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求信息之后，检测之前在预分配阶段所绑定的信息，如若MAC地址一致，它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCP ACK确认信息，告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定，如果此时request报文的MAC地址与之前的绑定不符合，服务器不会回复DHCP ACK报文，那么服务器会回复一个DHCP NAK 报文，通知你这个地址你用不了。

 

• 重新登录：以后DHCP客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCP discover发现信息了，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ACK确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时（比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用），则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP NAK否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP NAK否认信息后，它就必须重新发送DHCP discover发现信息来请求新的IP地址。

 

• 更新租约：DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。当DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送单播DHCP REQUEST更新其IP租约的信息，当DHCP客户机启动时和IP租约期限过87.5%时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送广播DHCP REQUEST更新其IP租约的信息。收到DHCP ACK就续期，收到DHCP NAK就直接发送DHCP RELESE报文释放IP地址，然后开始重新一轮的DHCP

DHCP报文格式

• OP：若是client送给server的封包，设为1，反向为2；

• Htype：硬件类别，ethernet为1；

• Hlen：硬件长度，ethernet为6；

• Hops：若数据包需经过router传送，每站加1，若在同一网内，为0；

• Transaction     ID：事务ID，是个随机数，用于客户和服务器之间匹配请求和相应消息；

• Seconds：由用户指定的时间，指开始地址获取和更新进行后的时间；

• Flags：从0-15bits，最左一bit为1时表示server将以广播方式传送封包给 client，其余尚未使用；

• Ciaddr：用户IP地址；

• Yiaddr：客户IP地址；

• Siaddr：用于bootstrap过程中的IP地址；

• Giaddr：转发代理（网关）IP地址；

• Chaddr：client的硬件地址；

• Sname：可选server的名称，以0x00结尾；

• File：启动文件名；

• Options：，厂商标识，可选的参数字段

常用的option：1 netmask

                                  3  router

                                  6  DNS

                                  12 host name

                                  51 ip address lease time

                                  53 message type （dhcp报文8种类型）

                                  54 server identification

                                  55 parameter request list （需要服务器给你提供哪些东西：ip地址，域名，网关）

                                  61 client identification

                                  82 relay agent http://network.51cto.com/art/201008/223009.htm

                                  255 end

 

DHCP中继：在网关接口上： ip helper-address X.X.X.X，将广播的DHCP报文变成单播报文，进行跨越网段的DHCP

至于报文的各种抓包（包括中继），我放在附件里面了，需要的可以下载下，用Wireshark打开看看