一、什么是DHCP?

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     DHCP，動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，前身是BOOTP協(xié)議，是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，         
    使用UDP協(xié)議工作，常用的2個(gè)端口：67(DHCP server),68(DHCP client)。DHCP通常被用于局域網(wǎng)環(huán)境，  
    主要作用是集中的管理、分配IP地址，使client動(dòng)態(tài)的獲得IP地址、Gateway地址、DNS服務(wù)器地址等信息，并能夠提升地址的使用率  。  
    簡單來說，DHCP就是一個(gè)不需要賬號密碼登錄的、自動(dòng)給內(nèi)網(wǎng)機(jī)器分配IP地址等信息的協(xié)議。

二、DHCP協(xié)議中的報(bào)文

DHCP報(bào)文共有一下幾種：
DHCP DISCOVER ：客戶端開始DHCP過程發(fā)送的包，是DHCP協(xié)議的開始
DHCP OFFER ：服務(wù)器接收到DHCP DISCOVER之后做出的響應(yīng)，  
它包括了給予客戶端的IP（yiaddr）、客戶端的MAC地址、租約過期時(shí)間、服務(wù)器的識別符以及其他信息  
DHCP REQUEST ：客戶端對于服務(wù)器發(fā)出的DHCP OFFER所做出的響應(yīng)。在續(xù)約租期的 時(shí)候同樣會(huì)使用。
DHCP ACK ：服務(wù)器在接收到客戶端發(fā)來的DHCP REQUEST之后發(fā)出的成功確認(rèn)的報(bào)文     。在建立連接的時(shí)候，客戶端在接收到這個(gè)報(bào)文之后才會(huì)確認(rèn)分配給它的IP和其他信息可以被允許使用。
DHCP NAK ：DHCP ACK的相反的報(bào)文，表示服務(wù)器拒絕了客戶端的請求。
DHCP RELEASE ：一般出現(xiàn)在客戶端關(guān)機(jī)、下線等狀況。這個(gè)報(bào)文將會(huì)使DHCP服務(wù)器釋放發(fā)出此報(bào)文的客戶端的IP地址
DHCP INFORM ：客戶端發(fā)出的向服務(wù)器請求一些信息的報(bào)文
DHCP DECLINE :當(dāng)客戶端發(fā)現(xiàn)服務(wù)器分配的IP地址無法使用（如IP地址沖突時(shí)），將發(fā)出此報(bào)文，通知服務(wù)器禁止使用該IP地址。

DHCP請求IP地址的過程如下：
    1）主機(jī)發(fā)送DHCPDISCOVER廣播包在網(wǎng)絡(luò)上尋找DHCP服務(wù)器；
    2）DHCP服務(wù)器向主機(jī)發(fā)送DHCPOFFER單播數(shù)據(jù)包，包含IP地址、MAC地址、域名信息以及地址租期；
    3）主機(jī)發(fā)送DHCPREQUEST廣播包，正式向服務(wù)器請求分配已提供的IP地址；
    4）DHCP服務(wù)器向主機(jī)發(fā)送DHCPACK單播包，確認(rèn)主機(jī)的請求
    需要說明的是：DHCP客戶端可以接收到多個(gè)DHCP服務(wù)器的DHCPOFFER數(shù)據(jù)包，  
    然后可能接受任何一個(gè)DHCPOFFER數(shù)據(jù)包，但客戶端通常只接受收到的第一個(gè)DHCPOFFER數(shù)據(jù)包。  
    另外，DHCP服務(wù)器DHCPOFFER中指定［1］ 的地址不一定為最終分配的地址，  
    通常情況下，DHCP服務(wù)器會(huì)保留該地址直到客戶端發(fā)出正式請求。
    正式請求DHCP服務(wù)器分配地址DHCPREQUEST采用廣播包 ，  
    是為了讓其它所有發(fā)送DHCPOFFER數(shù)據(jù)包的DHCP服務(wù)器也能夠接收到該數(shù)據(jù)包，  
    然后釋放已經(jīng)OFFER（預(yù)分配）給客戶端的IP地址。
    如果發(fā)送給DHCP客戶端的地址已經(jīng)被其他DHCP客戶端使用，客戶端會(huì)向服務(wù)器發(fā)送DHCPDECLINE信息包拒絕接受已經(jīng)分配的地址信息。
    在協(xié)商過程中，如果DHCP客戶端發(fā)送的REQUEST消息中的地址信息不正確，  
    如客戶端已經(jīng)遷移到新的子網(wǎng)或者租約已經(jīng)過期，  
    DHCP服務(wù)器會(huì)發(fā)送DHCPNAK消息給DHCP客戶 端，  
    讓客戶端重新發(fā)起地址請求過程。      
    DHCP 的 工作流程圖：  

        3、DHCP 協(xié)議包的組成
Xid :隨機(jī)生成的一段字符串，兩個(gè)數(shù)據(jù)包擁有相同的xid說明他們屬于同一次會(huì)話
Ciaddr :客戶端會(huì)在發(fā)送請求時(shí)將自己的ip地址放在此處
Yiaddr :服務(wù)器會(huì)將想要分配給客戶端的ip地址放在此處
Siaddr :一般來說是服務(wù)器的ip地址.但是注意！根據(jù)openwrt源碼給出的注釋，當(dāng)報(bào)文的源地址、siaddr、option->server_id字段不一致（有經(jīng)過跨子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)）時(shí)，通常認(rèn)為option->srever_id字段為真正的服務(wù)器ip，siaddr有可能是多次路由跳轉(zhuǎn)中的某一個(gè)路由器ip
Chaddr :客戶端的mac地址
Giaddr :如果需要跨子網(wǎng)進(jìn)行DHCP地址發(fā)放，則在此處填入經(jīng)過的路由器的ip地址
Sname :服務(wù)器主域名
Options :可以自由添加的部分，用于存放客戶端向服務(wù)器請求信息和服務(wù)器的應(yīng)答信息  

DHCP 客戶端

    一、DHCP 原理
1、什么是DHCP 客戶端
    DHCP客戶端一般來說是局域網(wǎng)中獨(dú)立的PC主機(jī)。
    DHCP客戶端發(fā)出的DHCP DISCOVER包是DHCP協(xié)議的開始。
    延續(xù)租期、發(fā)現(xiàn)、釋放IP地址等大多數(shù)DHCP中的行為都是由DHCP客戶端主動(dòng)發(fā)起。
2、DHCP 自動(dòng)狀態(tài)機(jī)
    DHCP獲得ip地址的4步驟：discover->offer->request->ack(nak)
    DHCP刷新租期的步驟：request->ack(nak)
    DHCP釋放ip的步驟：release  

        如下圖：

DHCP SERVER

一、DHCPD 原理
1、簡述

DHCP SERVER指的是服務(wù)器端，在路由器上體現(xiàn)的就是給LAN端動(dòng)態(tài)分配IP的功能。  
DHCP SERVER負(fù)責(zé)接收客戶端的DHCP請求，管理LAN端所有的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)定資料，    
相比于BOOTP，DHCP通過“租約”來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分配IP的功能，實(shí)現(xiàn)IP的時(shí)分復(fù)用，  
從而解決IP資源短缺的問題。其地址分配方式有三種，  
分別是人工配置（由管理員對每臺具體的計(jì)算機(jī)指定一個(gè)地址），  
自動(dòng)配置（服務(wù)器為第一次連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)分配一個(gè)永久地址），  
動(dòng)態(tài)配置（在一定的期限內(nèi)將地址租給計(jì)算機(jī)，租期結(jié)束后客戶必須續(xù)租或者停用該地址），  
而對于路由器，經(jīng)常使用的地址分配方式是動(dòng)態(tài)配置。

    2、兩個(gè)租約表
    靜態(tài)租約表：對應(yīng)一個(gè)靜態(tài)租約存儲文件，server運(yùn)行時(shí)從文件中讀取靜態(tài)租約表。
    動(dòng)態(tài)租約表：對應(yīng)一個(gè)周期存儲文件，server周期性將租約表存進(jìn)該文件，在程序開始時(shí)將會(huì)讀取上次存放的租約表。（租約表記錄了當(dāng)前所有分配的租約，包括靜態(tài)鏈接的）。

3、基本邏輯
 原則上DHCP SERVER是一直處在被動(dòng)接受請求的狀態(tài)，  
當(dāng)有客戶端請求時(shí)，服務(wù)器會(huì)讀取獲得客戶端當(dāng)前所在的狀態(tài)以及客戶端的信息，  
并在靜態(tài)租約表和動(dòng)態(tài)租約表中進(jìn)行檢索找到相應(yīng)的表項(xiàng)，  
再根據(jù)客戶端的狀態(tài)執(zhí)行不同的回復(fù)。  
當(dāng)收到客戶端的首次請求時(shí)，DHCP服務(wù)器先查找靜態(tài)租約表；  
若存在請求的表項(xiàng)，返回這個(gè)客戶的靜態(tài)IP地址；  
否則，從IP地址池中選擇可用的IP分配給客戶，并添加信息到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫中。  
此外，服務(wù)器將會(huì)周期性的刷新租約表寫入文件存檔，  
在這個(gè)過程中會(huì)順便對動(dòng)態(tài)租約表進(jìn)行租期檢查。

執(zhí)行回復(fù)動(dòng)作：
DHCPOFFER： 
靜態(tài)租用：首先匹配MAC地址，看是否能在靜態(tài)租約表中找到對應(yīng)的項(xiàng)，  
若能找到就把IP分配給他。靜態(tài)表中的IP不能被其他客戶使用。   
動(dòng)態(tài)租用： 
1.server試圖分配給client上次分配過的IP，在這之前檢查這個(gè)IP是否正在使用。
2.discover中含有request ip 時(shí)，檢查該IP是否在地址池范圍，是否正在使用，是否到期，是否是靜態(tài)IP，網(wǎng)絡(luò)上是否已經(jīng)存在。
3.discover不含request ip，從地址池上尋找一個(gè)最小的可用IP分配。
DHCPACK: 根據(jù)是否含有request ip和server ip識別客戶端現(xiàn)在init_reboot,selecting,renewing/rebinding中的哪個(gè)狀態(tài)，  
并根據(jù)以下規(guī)則執(zhí)行DHCPACK回復(fù)： 
1.若client處于selecting狀態(tài)，驗(yàn)證request ip和server ip是否同服務(wù)器中的匹配。
2.若client處于init_reboot狀態(tài)，驗(yàn)證request ip是否符合租約記錄。
3.若client處于renewing/rebinding狀態(tài)，驗(yàn)證client ip address是否符合租約記錄。
DHNAK: 
1.請求的IP是靜態(tài)IP，但是MAC地址無法與其對應(yīng)。
2.上面DHCPACK中驗(yàn)證失敗。　　
服務(wù)器還可能會(huì)收到其他包: 
DHCPDECLINE:server會(huì)把租約表中相關(guān)client硬件地址置空，并保存這個(gè)地址一段時(shí)間。
DHCPRELEASE:清空租期回收IP。
DHCPINFORM:回復(fù)DHCPACK，數(shù)據(jù)包含有關(guān)于server的信息。

分享題目：DHCP的服務(wù)器與客戶端
當(dāng)前地址：http://chinadenli.net/article14/geoode.html

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