DHCP原理及实验验证

Posted 2020-10-12

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了DHCP原理及实验验证相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、功能概述

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议），主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

DHCP协议采用客户端/服务器模型：当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。

二、工作原理

DHCP采用UDP作为传输协议，主机发送请求消息到DHCP服务器的67号端口，DHCP服务器回应应答消息给主机的68号端口。详细的交互过程如下。

（1）DHCP Client以广播的方式发出DHCP Discover报文。

（2）所有的DHCP Server都能够接收到DHCP Client发送的DHCP Discover报文，所有的DHCP Server都会给出响应，向DHCP Client发送一个DHCP Offer报文。
（3）DHCP Offer报文中“Your(Client) IP Address”字段就是DHCP Server能够提供给DHCP Client使用的IP地址，且DHCP Server会将自己的IP地址放在“option”字段中以便DHCP Client区分不同的DHCP Server。DHCP Server在发出此报文后会存在一个已分配IP地址的纪录。
（4）DHCP Client只能处理其中的一个DHCP Offer报文，一般的原则是DHCP Client处理最先收到的DHCP Offer报文。
（5）DHCP Client会发出一个广播的DHCP Request报文，在选项字段中会加入选中的DHCP Server的IP地址和需要的IP地址。
（6）DHCP Server收到DHCP Request报文后，判断选项字段中的IP地址是否与自己的地址相同。如果不相同，DHCP Server不做任何处理只清除相应IP地址分配记录；如果相同，DHCP Server就会向DHCP Client响应一个DHCP ACK报文，并在选项字段中增加IP地址的使用租期信息。
（7）DHCP Client接收到DHCP ACK报文后，检查DHCP Server分配的IP地址是否能够使用。如果可以使用，则DHCP Client成功获得IP地址并根据IP地址使用租期自动启动续延过程；如果DHCP Client发现分配的IP地址已经被使用，则DHCP Client向DHCPServer发出DHCP Decline报文，通知DHCP Server禁用这个IP地址，然后DHCP Client开始新的地址申请过程。
（8）DHCP Client在成功获取IP地址后，随时可以通过发送DHCP Release报文释放自己的IP地址，DHCP Server收到DHCP Release报文后，会回收相应的IP地址并重新分配。
三、实验验证：
服务器和网络设备（路由器、交换机）等配置了DHCP服务以后，一般都可以作为DHCP服务器使用。在本实验中使用路由器来模拟，网络拓扑如下图所示：
图中路由器作为DHCP-Server，交换机为二层设备（PC1-6主机连接的交换机端口都在默认VLAN 1中）。