DHCP（Dynamic Host Configuration Protoco，动态主机配置协议）通常被应用在大型的局域网络环境中。

作用：动态的给局域网主机分配ip地址，网关、DNS等，可以将手动地址配置量，自动分配解决地址冲突问题。

什么意思？我们说电脑上网需要三个要素，分别是IP、网关、DNS三个要素。而刚刚插上的电脑没有IP网关和DNS，这时候我们可以通过DHCP这个协议让它去获取到三个要素，这样就可以实现上网。那么DHCP是怎样去获取到这些地址呢？我们先看一下DHCP的报文类型，报文就像网络协议的语言一样，有了语言才能交流工作。

解决办法 so easy！有了动态主机配置协议DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)，上面的问题都可以解决了。小伙伴们再也不用担心手工配错，费神费力了。DHCP能够实现动态为主机分配IP地址，而且是目前应用很广泛的一种技术。例如，办公室，网吧里的固定PC；咖啡厅，机场等提供WIFI接入的地方用手机上网，这些都会用到DHCP。

DCHP一共有六种报文类型，我们平常只用到了四种。

• DHCP Discover:客户端用来寻找
• DHCP服务器:广播
• DHCP Offer：DHCP服务器用来响应，此报文携带了IP地址等配置信息（单播）
• DCHP Request：客户端请求地址续租，重启之后也会发，用于确认分配的信息（广播）（续租单播）
• DHCP Ack：服务器对request报文的确认响应（单播）
• DHCP NAK：服务器对request报文的拒绝响应
• DCHP Release：客户端要释放地址时用来通知服务器

那么电脑是如何使用这些报文去获取IP地址的呢 ？

DHCP的工作过程：

DHCP的工作过程大概可分为四步：

• 1.客户端发广播寻找DHCP服务器
• 2.DHCP服务器单播回复客户端Offer
• 3.客户端广播请求这个ip，发广播一方面是为了请求这个地址，另一个方面也是告诉其他的dhcp服务器自己有地址用了
• 4.服务器发送ACK包

经过以上四个步骤之后客户端就获得了IP地址等信息，客户端在获得IP地址之后发送GARP检测IP地址有没有冲突。

举个例子来说：

​以上图为例子：

• 1.主机a是刚刚接入网络中的一台主机，在主机a接入之后，就会广播发送Discover包，寻找网络中的DHCP服务器。
• 2.当dhcp服务器收到a的discover包之后，会单播回复给a一个offer包，里面包含着一个ip地址和一些配置信息比如，网关，租期，dns等。
• 3.当主机a收到这个offer包之后确认要使用，就广播发送request请求这个IP地址，发广播的原因可能网络中还有其他的DHCP服务器，告诉他们自己有了IP地址。
• 4.当dhcp服务器收到a的request之后单播发送一个ACK,a收到ack之后就开始使用这个IP地址。
• 以上就是DHCP的工作过程，我们看到从主机寻找到获取地址一共只用到了四种数据包，那么其他两种数据包是在那种情况下被用到的呢？这就扯到了DHCP协议的一个小细节，叫做租期。

DHCP的租期

DHCP服务器给客户端分配到的地址，就会有一个默认的租期为一天，也就是说过了这个租期之后DHCP服务器就会把这个地址收回，客户端就无法使用这个ip进行上网了。租期范围内客户端通过三个定时器来实现续租和释放IP地址。

• 1.租期更新

​以上图为例，主机a从DHCP服务器获取得到了一个IP地址，ip租约期限到达50％时，主机a会单播发送dhcp request包，来申请延长ip地址的租期，服务器向主机a发送确认报文，给主机a一个新的租期。

• 2.租期重绑定

以上图为例，在主机a在租期达到87.5％时，还没收到服务器的响应报文，会认为dhcp服务器不可用，广播重新发送request申请重绑定。网络上任何一台DHCP服务器都可以应答ack或者nak。

如果收到ack回复主机复位自己的租期为一天，重新更新计时器。如果收到了NAK，客户端会立即停用现有IP，重新申请ip地址。

• 3.租期失效

以上图为例，在ip租期到达之后，如果没有收到服务器回应，就会发送release报文，释放这个IP地址

客户端不再使用分配地址也会发release，来释放改地址释放之后客户端重新发送discover。

此时我们思考一个问题，客户端在请求地址的时候发送一个广播包，我们都知道广播包是无法跨越三层设备的，如果这时候dhcp服务器与客户主机不在同一个网段应该怎么做？

以上图为例，可以看到电脑和服务器不在同一个网段，还想从dhcp服务器获得地址，这时候就用到了dhcp中继

dhcp中继的作用是可以让路由器转发dhcp的数据报文，这样就可以实现客户端和服务器在不同网段也能获得地址。

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图文并茂的看一下dhcp的工作过程：

这是一台华为路由器，加两台PC机，路由器来充当PC的DHCP服务器。

既然充当服务器，我们在路由器上，开启dhcp服务，并建立两个地址池。

然后，在接口上，启用dhcp

再然后，到PC机上查看，怎么得不到地址呢，明明已经配置好dhcp了啊？

接下来，给路由器的0口和1口，分别配置上地址

再来PC这边看

已经获得了地址

先回答一个疑问，这台DHCP服务器有两个地址池，10段和20段，那么当他收到1个dhcp请求，如何判断应该从哪个地址池分地址？

答案是，根据他收到dhcp请求的接口，哪个接口收到的，就去拿个和该接口相同网段的地址发下去。

一开始为什么不发地址，因为接口没地址啊，接口没地址就无法判断从哪个池下发地址啊。

再来分析DHCP获得地址时的四个过程，在这四个过程中，将解答题主的所有疑问

现在拿右边的全新PC来看，打开抓包工具wireshark。

可以看出，PC获取地址总共做了7个动作，分别来看

第一步，以广播的形式，发出一个dhcp discover报文，顾名思义，是为了寻找dhcp服务器

因为pc这时候还没ip，所以源ip是4个0

pc这时候也不知道dhcp服务器的ip，所以目标ip是广播，4个255

mac地址的话，源mac是pc自己，目标mac也是广播

第二步，dhcp服务器会回复dhcp offer

offer报文可以通过单播来发送，使用单播可以减少网络中报文的数量，提高网络的性能

但是等等，不是说PC还没地址吗，单播必须写明确的地址，写什么地址？？

PC是没有ip地址，但是PC有mac地址啊，写明mac地址，这样单播报文就可以正常送达了

第三步，PC会向服务器申请使用这个地址，回应一个dhcp request

因为在网络中可能不止存在一台dhcp服务器，所以PC机也是可能从多个服务器中都获得地址的，就像咱们在找工作的时候，可能多家公司都发来了offer，咱们需要回应别人的offer，才算确定接受了这个岗位。

所以PC收到offer后，也是一样的，再像服务器发一个request，表示接受这个地址。

request包的目标地址是广播，也是告诉其他服务器，pc已经心有所属了。

第四步，服务器会回应一个确认包，dhcp ack

确认这个地址分配给了PC，这个就比较好理解了，无需做太多说明。

第五步，检测一下有没有地址冲突

这个步骤，其实和dhcp没有太大关系了，主要是PC机测试一下，自己刚拿到的新地址，在网络中是不是独一无二的，有没有冲突。

连发3个无故arp，用来检测网络中是否还存在相同的地址，如果没收到回应就正常，收到回应的话，会找dhcp服务器再申请个新的。