DHCP服务介绍

DHCP 是动态主机配置协议( Dynamic Host Configuration Protoco )的缩写，使用UDP协议工作，用于向网络中的计算机分配IP地址及一些TCP/IP配置信息。DHCP提供安全、可靠且简单的TCP/IP网络设置，避免了TCP/IP网络中的地址的冲突，同时也大大降低了管理员管理IP地址设置的负担。

DHCP客户机在第一次启动时会向网络中请求IP地址，当DHCP服务器收到IP地址请求后，他将从数据库定义的地址中选择IP地址并将该IP地址提供给DHCP客户机。要想在一个TCP/IP协议的本地网络中使用DHCP，该网络中至少要有一台计算机作为DHCP服务器，而其他计算机则作为 DHCP客户机。

使用端口

DHCP使用UDP协议工作，默认端口号为：UDP67、UDP68。DHCP Server（服务端）使用UDP67端口；DHCP Client（客户端）使用UDP68端口。在客户机与DHCP服务器之间传递请求与响应的过程中UDP67、UDP68成为了广播包的接收端与发送端。这里还需要提到546、547端口，分别被HDCPv6协议中的客户端与服务器使用，DHCPv6是一个用来配置工作在IPv6网络上的IPv6主机所需的IP地址、IP前缀和/或其他配置的网络协议。

为何使用DHCP

一般的小型网络中，计算机的IP地址完全可由网络管理员手工配置，但在计算机数量超过100台的大中型网络中，为每一台计算机手工分配IP地址，将会加重网络管理员的负担，且分配错误会导致计算机无法上网。为此，在大中型网络中启用DHCP服务是很有必要的。
在一个可用IP数量不足以满足现有计算机数量的环境中，给每台计算机分配一个IP地址，显然会有一部分计算机不能联网。假定这个网络中的计算机一般不会同时运行，那么DHCP服务器通过动态的IP地址分配就能解决IP地址不足的情况。
对于使用笔记本电脑经常移动办公的员工而言，每次更换网络环境都需要手动变更IP地址，很不方便。如果网络中启用DHCP服务，一切IP地址的变更将由客户机和服务器自动完成。

由此可见使用DHCP可以降低网络管理员管理IP地址设置的负担，有效地提高IP地址的利用率。

DHCP服务的工作流程

客户机除了可以从DHCP服务器获得IP地址外，还可以获得子网掩码、默认网关地址、DNS服务器地址或WINS服务器地址等信息，以上这个过程又称为DHCP租约过程。因为当客户机接收提供IP地址时，DHCP服务器会把IP地址租用给客户机一段指定的时间。租约过程分为4个步骤，分别为：⒈客户机请求IP（DHCPDISCOVER）、⒉服务器响应（DHCPOFFER）、⒊客户机选择IP（DHCPREQUEST）、⒋服务器确定租约（DHCPACK/DHCPNAK）。

1)客户机请求IP

DHCP租约过程的第一步为客户机请求IP，也称为DHCPDISCOVER。当一个DHCP客户机启动时，将会在网络中查找DHCP服务器。客户机将会自动配置0.0.0.0的IP地址，并将0.0.0.0作为源地址，将255.255.255.255作为目标地址来广播请求IP地址的信息。广播信息中包含了DHCP客户机的MAC地址和计算机名，以使DHCP服务器能够确定哪个客户机发送请求。

2)服务器响应

DHCP租约过程的第二步为服务器相应，也称为DHCPOFFER。当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址的信息时，会立刻在IP地址库中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。如果有，DHCP服务器会将此IP地址加入到DHCPOFFER的消息中，然后将自己的IP地址作为源地址，将 255.255.255.255作为目标地址广播DHCPOFFER消息。该DHCPOFFER消息中包含：DHCP客户机的MAC地址、DHCP服务器提供的合法IP地址、子网掩码、租约的期限、DHCP服务器IP地址。

注：因为客户机还没有IP地址，所以DHCP服务器以广播形式发送消息。

3)客户机选择IP

DHCP租约过程的第三步为客户机选择IP地址，也称为DHCPREQUEST。由于网络中可有多个DHCP服务器向发送请求的客户机发送 DHCPOFFER消息提供可用的IP地址，这时客户机就会涉及到选择使用哪一个IP。DHCP客户机从接收到的第一个DHCPOFFER消息中选择IP 地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能提供给其他DHCP客户机。当客户机选择了该DHCPOFFER消息中的IP地址后会将0.0.0.0作为源地址，将255.255.255.255作为目标地址发送一条DHCPREQUEST消息广播到所有DHCP服务器，表明它接受提供的内容。DHCPREQUEST消息包含了为客户机提供IP地址的服务器IP。那些DHCPOFFER消息被拒绝的DHCP服务器会取消提供保留的IP 地址。

4)服务器确认IP租约

DHCP租约过程的第四步为服务器确认租约，也称为DHCPACK/DHCPNAK。DHCP服务器接受到DHCPREQUEST后，会将自己的 IP地址作为源地址，将255.255.255.255作为目标地址以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功的确认，该消息包含IP地址的有效租约和其他可能配置的消息。当客户机收到DHCPACK消息时，它就配置了IP地址，完成了TCP/IP的初始化，从而可以在网络上通信了。

如果DHCPREQUEST不成功，例如客户机试图租约先前的IP地址，但该IP地址不再可用，或者因为客户机已经移动到不同子网，该IP地址无效时，DHCP服务器将广播否定确认消息DHCPNAK。当客户机接收到不成功的确认时，它将重新开始DHCP租约过程。

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