DHCP协议

随笔3个月前发布傅

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DHCP#

动态主机配置协议 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）是用于集中对用户IP地址和其他网络配置信息进行动态管理和配置的协议。

DHCP协议使用UDP协议工作，主要作用是集中的管理、分配IP地址、使设备动态的获得IP地址、网关地址、DNS服务器地址等信息。

由客户端（DHCP Client）向服务器（DHCP Server）提出配置申请。DHCP客户端设备在连接到网络时，会发送一个DHCP请求广播，以寻找可用的DHCP服务器。一旦找到服务器并成功分配IP地址，设备就成为DHCP客户端。

Server 是提供IP地址的一些设备（端口号 67）

Client 是通过DHCP动态获取IP地址的设备（端口号 68）

优点：提高配置IP地址效率，减少配置工作量，减少IP地址冲突，从而实现更加高效的网络管理。

工作原理#

eNSP如下场景

DHCP协议

DHCP客户端（PC1）首次向DHCP服务端（AR1）获取IP地址的过程：

DHCP客户端为获取地址，以广播的方式通过UDP 67端口发送 DHCP Discover 包来寻找DHCP服务器。

SPORT 68 
DPORT 67
SIP 0.0.0.0 - 表示自己还没有地址
DIP 255.255.255.255 — 受限广播地址
SMAC PC1的MAC
DMAC FF-FF-FF-FF-FF-FF

DHCP服务器收到客户端发出的DHCP discover广播后，通过UDP 68端口响应给客户端一个 DHCP offer 包，告诉DHCP客户端，可以提供DHCP服务。

SPORT 67 
PORT 68
SIP 192.168.1.1 
DIP 192.168.1.254 24 — 想要给客户端下发的地址
SMAC g0/0/0接口的MAC
DMAC PC1的MAC

DHCP客户端接受到DHCP offer提供信息之后，如果客户机收到网络上多台DHCP服务器的响应，一般是最先到达的那个（这里只有一个），然后以广播的方式回答一个 DHCP request 包，告诉所有DHCP服务器它将接受哪一台服务器提供的IP地址。

Sport 68 
Dport 67
SIP 0.0.0.0 
DIP 255.255.255.255
SMAC PC1的MAC
DMAC FF-FF-FF-FF-FF-FF

由于还没有得到DHCP服务器的最后确认，客户端仍然使用0.0.0.0为源IP地址，255.255.255.255为目标地址进行广播。但包中包含了客户端的MAC地址、被分配的IP地址、提供IP的DHCP服务器地址等。

当DHCP服务器接收到客户机的DHCP request之后，会广播返回给客户机一个 DHCP ack 包，表明已经接受客户机的选择，告诉DHCP客户端可以使用它提供的IP地址。

SPORT 67
PORT 68
SIP 192.168.1.1
DIP 192.168.1.254 24
SMAC g0/0/0接口的MAC
DMAC PC1的MAC

客户端在接收到 DHCP ack 广播后，会向网络发送三个针对此IP地址的ARP包以执行冲突检测，查询网络上有没有其它机器使用该IP地址。

wireshark抓包可以看到相关的数据包：

DHCP协议

初始的DHCP请求是通过广播发送的，以便寻找可用的DHCP服务器。然而，一旦服务器分配了IP地址，后续的通信会以单播的方式进行。

租期#

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。

客户端会在租期过去50%的时候，直接向为其提供IP地址的DHCP服务器发送 DHCP request 包。如果客户端接收到该服务器回应的DHCP ack 包，客户端就根据ack包更新自己的配置，更新IP租用。如果没有收到该服务器的回复，则客户端继续使用现有的IP地址。如果在租期过去50%的时候没有更新，则客户端将在租期过去87.5%的时候再次向为其提供IP地址的DHCP联系。如果还不成功，到租约的100%时候，客户端必须重新申请。

再次获取IP地址的情况：

由于第一次获取地址时，已经向其他的服务端说过我选择某个地址的情况，所以这里直接单播发送。不需要再发送 DHCP discover 包，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的 DHCP request 数据包。当DHCP服务器收到这一信息后，它会让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客户端使用时，则DHCP服务器给DHCP客户端回答一个DHCP nack 否认信息。当原来的DHCP客户端收到此 DHCP nack 否认信息后，它就必须重新发送 DHCP discover 包来请求新的IP地址。

DHCP配置#

如上图，路由器当作DHCP服务器，对上图的 192.168.1.0/24 配置DHCP服务。

<Huawei>system-view 
进入系统视图

[Huawei]sysname dhcp
修改设备名称，非必须

[dhcp]interface g0/0/0
[dhcp-GigabitEthernet0/0/0]ip address 192.168.1.1 24
[dhcp-GigabitEthernet0/0/0]quit
配置服务器的ip地址

[dhcp]dhcp enable 
启动DHCP服务

[dhcp]ip pool pool1
创建地址池塘，并且给这个地址池塘起个名称

[dhcp-ip-pool-pool1]network 192.168.1.0 mask 24
宣告可以下发地址的范围

[dhcp-ip-pool-pool1]gateway-list 192.168.1.1
下发网关的IP地址

[dhcp-ip-pool-pool1]dns-list 8.8.8.8 114.114.114.114
下发DNS服务器的地址

[dhcp-ip-pool-pool1]quit
[dhcp]interface g0/0/0
[dhcp-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global
接口激活DHCP全局配置

[dhcp-ip-pool-pool1]quit
[dhcp]display ip pool name pool1
查看地址池塘信息

PC1选中DHCP和自动获取DNS服务器地址，ipconfig — 查看本机网卡地址相关信息

PC>ipconfig

Link local IPv6 address...........: fe80::5689:98ff:fef0:18d8
IPv6 address......................: :: / 128
IPv6 gateway......................: ::
IPv4 address......................: 192.168.1.254
Subnet mask.......................: 255.255.255.0
Gateway...........................: 192.168.1.1
Physical address..................: 54-89-98-F0-18-D8
DNS server........................: 8.8.8.8
                                    114.114.114.114

总之，DHCP协议是一种非常有用的网络协议，它简化了网络设备的配置过程，提高了网络管理的效率。通过自动分配IP地址和其他网络配置信息，DHCP为网络中的设备提供了更好的互联互通体验。