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DHCP服務的工作原理

發(fā)布時間： 2022-10-18

DHCP服務的工作原理，客戶端是否第一次登錄網(wǎng)絡會使得DHCP的工作形式有所不同。第一次登錄時，工作過程如下所示。

（1）尋找DHCP服務器

當 DHCP 客戶端第一次登錄網(wǎng)絡時，也就是客戶發(fā)現(xiàn)本機上沒有任何 IP 資料設定時，則它會向網(wǎng)絡發(fā)出一個DHCPDISCOVER封包。因為客戶端還不知道自己屬于哪一個網(wǎng)絡，所以封包的來源地址為0.0.0.0，而目的地址則為255.255.255.255，然后再附上DHCPDISCOVER的信息，向網(wǎng)絡進行廣播。

在Windows的預設情形下，DHCPDISCOVER的等待時間預設為1s，也就是當客戶端將第一個 DHCPDISCOVER 封包送出去之后，在1s 之內沒有得到回應的話，就會進行第二次DHCPDISCOVER廣播。

若一直得不到回應，客戶端一共會進行四次DHCPDISCOVER廣播（包括第一次在內），除了第一次會等待1s之外，其余三次的等待時間分別是9s、13s、16s。如果都沒有得到DHCP服務器的回應，客戶端則會顯示錯誤信息，宣告DHCPDISCOVER的失敗。之后，基于使用者的選擇，系統(tǒng)會繼續(xù)在5min之后重復一次DHCPDISCOVER的過程。

（2）提供IP租用地址

當DHCP服務器監(jiān)聽到客戶端發(fā)出的DHCPDISCOVER廣播后，它會從那些還沒有租出的地址范圍內選擇最前面的空置IP，連同其他TCP/IP設定，回應給客戶端一個DHCPOFFER封包。

由于客戶端在開始時還沒有IP地址，所以在其DHCPDISCOVER封包內會帶有MAC地址信息，并且有一個XID編號用于辨別該封包，DHCP服務器回應的DHCPOFFER封包則會將這些資料傳遞給要求租約的客戶。根據(jù)服務器端的設定，DHCPOFFER封包會包含一個租約期限的信息。

（3）接收IP租約

如果客戶端收到網(wǎng)絡上多臺DHCP服務器的回應，則只會挑選其中一個DHCPOFFER而已（通常是最先抵達的那個），并且會向網(wǎng)絡發(fā)送一個DHCPREQUEST 廣播封包，告訴所有DHCP服務器它將指定接收哪一臺服務器提供的IP地址。

同時，客戶端還會向網(wǎng)絡發(fā)送一個 ARP 封包，查詢網(wǎng)絡上面有沒有其他機器使用該 IP地址；如果發(fā)現(xiàn)該IP已經(jīng)被占用，客戶端則會送出一個DHCPDECLINE封包給DHCP服務器，拒絕接收其DHCPOFFER，并重新發(fā)送DHCPDISCOVER信息。

事實上，并不是所有DHCP客戶端都會無條件接收DHCP服務器的OFFER，尤其是當這些主機上安裝有其他與TCP/IP相關的客戶軟件時。客戶端也可以用DHCPREQUEST向服務器提出DHCP選擇，而這些選擇會以不同的號碼填寫在DHCP Option Field里面。

換一句話說，客戶端未必全都接收在DHCP服務器上面的設定，客戶端可以保留自己的一些TCP/IP設定，即主動權永遠在客戶端這邊。

（4）租約確認

當DHCP服務器接收到客戶端的DHCPREQUEST之后，會向客戶端發(fā)出一個DHCPACK回應，以確認IP租約的正式生效，這也標志著一個完整的DHCP工作過程的結束。DHCP服務的工作流程如圖1所示。


圖1 DHCP服務的工作流程

（5）DHCP發(fā)放流程

第一次登錄之后，發(fā)放流程如下所示。

① 一旦DHCP客戶端成功地從服務器那里取得DHCP租約之后，除非其租約已經(jīng)失效并且IP地址也重新設定回0.0.0.0，否則就無須再發(fā)送DHCPDISCOVER信息了，而會直接使用已經(jīng)租用到的IP地址向之前的DHCP服務器發(fā)出DHCPREQUEST信息，DHCP服務器會盡量讓客戶端使用原來的IP地址。

② 如果沒問題的話，直接回應DHCPACK來確認則可。

③ 如果該地址已經(jīng)失效或已經(jīng)被其他機器使用了，服務器則會回應一個DHCPNACK封包給客戶端，要求其重新執(zhí)行DHCPDISCOVER。

DHCP工作站除了在開機時發(fā)出DHCPREQUEST請求之外，在租約期限的一半時也會發(fā)出DHCPREQUEST，如果此時得不到DHCP服務器的確認，工作站還可以繼續(xù)使用該IP；然后在剩下的租約期限的再一半時（即租約的75%）還得不到確認，則工作站就不能擁有這個IP了。

如果退租，可以隨時送出DHCPLEREASE命令解約。

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