DHCP：Dynamic Host Configure Protocol，动态主机配置协议

在BOOTP（BOOTstrap Protocol）基础上发展而来。

实现地址的自动分配和集中管理。分配出去的信息是有租期的。

采用C/S构架，客户端接入网络后即插即用

从属于应用层使用UDP工作，2个常用端口为：68(DHCP Server)、67(DHCP Client)。

DHCP报文

类型	备注
DHCP Discover	客户端寻找服务器。
DHCP Offer	服务器对Discover的响应，提供各种网络配置信息。
DHCP Request	1，客户端初始化后，广播发送报文来回应Offer报文。 2，客户端重启后，广播发送确认先前被分配的IP地址等配置信息。 3，当客户端已经和某个IP地址绑定后，单播或广播发送来更新租约。
DHCP ACK	服务器对Request的确认，此时客户端才真正获得了IP地址等配置信息。
DHCP Nak	服务器对Request的拒绝，如：服务器没有找到相应的租约记录。
DHCP Decline	客户端IP地址发生冲突时，通知服务器，并会重新申请地址。
DHCP Release	客户端主动释放IP地址，服务器可将该IP地址分配给其它客户端。
DHCP Inform	客户端想获取更为详细的配置信息（如：网关、DNS服务器）。

DHCP租期更新

定时器	取值
租期更新	总租期的50％
重绑定	总租期的87.5％
到达租期	总租期，缺省为1天，可配置

T1：50%，客户端会自动以单播的方式向服务器发送Request，请求更新租期。
T2：87.5%，客户端会自动以广播的方式向服务器发送Request，请求更新租期。
T3：100%，客户端停止使用此IP地址，重新发送Discover请求新的IP地址。

DHCP Server工作原理

地址分配方式：

手动配置（由管理员对每台具体的计算机指定一个地址）。
自动配置（服务器为第一次连接网络的计算机分配一个永久地址）。
动态配置（在一定的期限内将地址租给计算机，租期结束后客户必须续租或者停用该地址，较为常用）。

需维护两张地址表

静态租约表：对应一个静态租约存储文件，server运行时从文件中读取静态租约表，由管理员手动维护。
动态租约表：对应一个周期存储文件，server周期性将租约表存进该文件，在程序开始时将会读取上次存放的租约表。（租约表记录了当前所有分配的租约，包括静态链接的）。

DHCP地址池（Pool）：所分配地址的集合

类型	备注
接口地址池	为连接到服务器接口同一网段的客户端分配IP地址。配置简单，适用于不存在中继的场景。
全局地址池	为连接到服务器所有接口相同或不同网段的客户端分配IP地址。通常用于服务器与客户端在不同网段，即存在中继的场景。
PS	优先级：接口地址池 > 全局地址池。

DHCP配置

命令	备注
dhcp enable	开启DHCP功能
interface 三层接口 dhcp select interface / global dhcp server dns-list 地址 dhcp server lease 数字 dhcp server excluded-ip-address 地址 dhcp server static-bind ip-address x.x.x.x mac-address xxxx-xxxx-xxxx	关联接口池/全局地址池配置接口地址池的DNS服务器地址配置接口地址池的租期，默认1天配置接口地址池的排除地址范围配置静态绑定
ip pool 名称 network 地址 gateway-list 地址 dns-list 地址 lease 数字 excluded-ip-address 地址	创建全局地址池配置全局地址池的可分配的网段地址配置全局地址池的网关地址配置全局地址池的DNS服务器地址配置全局地址池下的租期，默认1天配置全局地址池下的排除地址范围
display ip pool [地址池名称 all]	查看地址池的属性
ipconfig /release	释放租期，Windows命令
ipconfig /renew	重新获取，Windows命令

DHCP客户机初始化

1.寻找DHCP Server。

Client触发DHCP后，会先通过UDP 67端口向网络上发出一个DHCP Discover广播（MAC地址和计算机名等信息）。该封包的源地址为0.0.0.0，目的地址为255.255.255.255（源MAC为自己，目的MAC为全F）。

若第一个DHCP Discover未得到回应，则Client会等待时间t后继续最多发出四个DHCP Discover（windows下四次的等待时间t分别为1秒、3秒、9秒、16秒），如果直到第四次广播仍未得到回应（从发出第一个DHCP Discover起29秒后），Client会从B类私有保留地址169.254.0.0/16中随机选用一个，并且每5分钟重新尝试广播一次。

2.提供IP地址租用

当DHCP Server监听到Client发出的DHCP Discover广播后，它会从那些还没有租出去的地址中，选择最前面的空置IP，连同其它TCP/IP设定，通过UDP 68端口响应给客户机一个DHCP OFFER数据包（包中包含IP地址、子网掩码、地址租期等信息）。此时还是使用广播进行通讯，源IP地址为DHCP Server的IP地址，目标地址为255.255.255.255。同时，DHCP Server为此客户保留它提供的IP地址，从而不会为其他DHCP客户分配此IP地址。

由于客户机在开始的时候还没有IP地址，所以在其DHCP discover封包内会带有其MAC地址信息，并且有一个XID编号来辨别该封包，DHCP Server响应的DHCP
OFFER封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。

3.接受IP租约

如果客户机收到网络上多台DHCP服务器的响应，只会挑选其中一个DHCP OFFER（一般是最先到达的那个），并且会向网络发送一个DHCP REQUEST广播数据包（包中包含客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器地址等），告诉所有DHCP Server它将接受哪一台服务器提供的IP地址，所有其他的DHCP服务器撤销它们的提供以便将IP地址提供给下一次IP租用请求。此时，由于还没有得到DHCP Server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。

事实上，并不是所有DHCP客户机都会无条件接受DHCP Server的OFFER，特别是如果这些主机上安装有其它TCP/IP相关的客户机软件。客户机也可以用DHCP REQUEST向服务器提出DHCP选择，这些选择会以不同的号码填写在DHCP Option Field里面。客户机可以保留自己的一些TCP/IP设定。

4.租约确认

当DHCP Server接收到客户机的DHCP REQUEST之后，会广播返回给客户机一个DHCP ACK消息包，表明已经接受客户机的选择，并将这一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入该广播包发给客户机。

客户机在接收到DHCP ACK广播后，会向网络发送三个针对此IP地址的ARP解析请求以执行冲突检测，查询网络上有没有其它机器使用该IP地址；如果发现该IP地址已经被使用，客户机会发出一个DHCP DECLINE数据包给DHCP Server，拒绝此IP地址租约，并重新发送DHCP discover信息。此时，在DHCP服务器管理控制台中，会显示此IP地址为BAD_ADDRESS。

如果网络上没有其它主机使用此IP地址，则客户机的TCP/IP使用租约中提供的IP地址完成初始化，从而可以和其他网络中的主机进行通讯。