动态主机配置协议 DHCP

Posted 2020-11-03 fuyinjuan

　　动态主机配置协议 DHCP，是一个局域网的网络协议，通常被应用在大型的局域网络环境中，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、子网掩码、Gateway(网关)地址、DNS 服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

　　DHCP 提供了一种机制——即插即用连网，允许一台计算机加入新的网络和获取 IP 地址而不用手动。那么，一台新的计算机是如何通过 DHCP 实现 IP 地址等信息的动态获取？

                                           

1. 主机 A 在启动的时候向 DHCP 服务器广播发送 DHCP 发现报文，该报文的目的 IP 地址置为全1(255.255.255.255)、源IP地址置为全0(0.0.0.0)。原因是主机 A 现在不知道自己的 IP 地址，也不知道 DHCP 服务器的 IP 地址，所以要发现 DHCP 服务器的 IP。这时，在本地网络上的所有主机都能够收到发现报文，但只有 DHCP 服务器能对此报文进行回答。
2. 由于每个网络上都要设置一个 DHCP 服务器会造成 DHCP 服务器利用率不高，经济费用大等问题，所以在每个网络上设置至少一个 DHCP 中继代理(通常是一台路由器)，它配置了DHCP 服务器的 IP 地址信息。DHCP 中继代理服务器接受主机 A 以广播形式发送的报文，就以单播方式将此报文转发给 DHCP 服务器，并等待答复。DHCP 中继代理收到 DHCP 服务器回答的报文后，将此报文转发给主机 A。
3. 凡收到 DHCP 发现报文的 DHCP 服务器，先在其数据库中查找主机 A 的匹配信息，若找到，则返回找到的信息；若找不到，则从服务器的 IP 地址池中取一个地址分配给主机A。这时，DHCP 服务器将配置信息(IP 地址、子网掩码、网关地址、DNS 地址等)、租用期T(范围为1秒到136年)等信息放入 DHCP 提供报文中并发送此报文。
4. 由于每个网络有多个 DHCP 中继代理，主机 A 会受到多个提供报文，主机 A 需要从几个 DHCP 服务器中选择其中一个，并向所选择的 DHCP 服务器发送 DHCP 请求报文。
5. 被选择的 DHCP 服务器发送发送确认报文，主机 A 就可以使用该 IP 地址等信息。这时，主机 A 需要根据 DHCP 服务器提供的租用期 T 设置两个定时器 T1(T1=0.5T) 和 T2(T2=t1)，用于请求更新租用期。
6. 当租用期 T 到达 T1 的时候,①主机 A 发送请求报文，若 DHCP 服务器同意，则主机 A 得到新的租用期，并重新设置定时器；②若 DHCP 服务器不同意，则 DHCP 服务器发回否认报文，这时主机 A 必须立即停止使用原来的 IP 地址等信息，向 DHCP 服务器发送释放报文，然后重新申请 IP 地址等信息(回到第一步)；若 DHCP 服务器没有响应且租用期到达 T2，则主机 A 必须重新发送请求报文(回到①)，并继续后面的步骤。
7. 主机A可以随时提前终止 DHCP 服务器所提供的租用期，这时只需要向 DHCP 服务器发送释放报文。