Linux下DHCP工作原理是什么

DHCP原理

DHCP租約四部曲

A：客戶端進(jìn)行IP請(qǐng)求

當(dāng)一個(gè)DHCP客戶機(jī)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)將自己的IP地址配置成0.0.0.0，由于使用0.0.0.0不能進(jìn)行正常通信，所以客戶機(jī)就必須通過DHCP服務(wù)器來獲取一個(gè)合法的地址。由于客戶機(jī)不知道DHCP服務(wù)器的IP地址，所以它使用0.0.0.0的地址作為源地址，使用UDP68端口作為源端口，使用255.255.255.255作為目標(biāo)地址，使用UDP67端口作為目的端口來廣播請(qǐng)求IP地址信息。廣播信息中包含了DHCP客戶機(jī)的MAC地址和計(jì)算機(jī)名，以便使DHCP服務(wù)器能確定是哪個(gè)客戶機(jī)發(fā)送的請(qǐng)求。

B：服務(wù)器響應(yīng)

當(dāng)DHCP服務(wù)器接收到客戶機(jī)請(qǐng)求IP地址的信息時(shí)，它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供給客戶機(jī)。如果有，DHCP服務(wù)器就將此IP地址做上標(biāo)記，加入到DHCPOFFER的消息中，然后DHCP服務(wù)器就廣播一則包括下列信息的DHCPOFFER消息：DHCP客戶機(jī)的MAC地址；DHCP服務(wù)器提供的合法IP地址；子網(wǎng)掩碼；默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（路由）；租約的期限；DHCP服務(wù)器的IP地址。因?yàn)镈HCP客戶機(jī)還沒有IP地址，所以DHCP服務(wù)器使用自己的IP地址作為源地址，使用UDP67端口作為源端口，使用255.255.255.255作為目標(biāo)地址，使用UDP68端口作為目的端口來廣播DHCPOFFER信息。

C：客戶機(jī)選擇IP

DHCP客戶機(jī)從接收到的第一個(gè)DHCPOFFER消息中選擇IP地址，發(fā)出IP地址的DHCP服務(wù)器將該地址保留，這樣該地址就不能提供給另一個(gè)DHCP客戶機(jī)。當(dāng)客戶機(jī)從第一個(gè)DHCP服務(wù)器接收DHCPOFFER并選擇IP地址后，DHCP租約的第三過程發(fā)生?？蛻魴C(jī)將DHCPREQUEST消息廣播到所有的DHCP服務(wù)器，表明它接受提供的內(nèi)容。DHCPREQUEST消息包括為該客戶機(jī)提供IP配置的服務(wù)器的服務(wù)標(biāo)識(shí)符（IP地址）。DHCP服務(wù)器查看服務(wù)器標(biāo)識(shí)符字段，以確定它自己是否被選擇為指定的客戶機(jī)提供IP地址，如果那些DHCPOFFER被拒絕，則DHCP服務(wù)器會(huì)取消提供并保留其IP地址以用于下一個(gè)IP租約請(qǐng)求。

在客戶機(jī)選擇IP的過程中，雖然客戶機(jī)選擇了IP地址，但是還沒有配置IP地址，而在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可能有幾個(gè)DHCP服務(wù)器，所以客戶機(jī)仍然使用0.0.0.0的地址作為源地址，使用UDP68端口作為源端口，使用255.255.255.255作為目標(biāo)地址，使用UDP67端口作為目的端口來廣播DHCPREQUEST信息。

D：服務(wù)器確認(rèn)租約

DHCP服務(wù)器接收到DHCPREQUEST消息后，以DHCPACK消息的形式向客戶機(jī)廣播成功的確認(rèn)，該消息包含有IP地址的有效租約和其他可能配置的信息。雖然服務(wù)器確認(rèn)了客戶機(jī)的租約請(qǐng)求，但是客戶機(jī)還沒有收到服務(wù)器的DHCPACK消息，所以服務(wù)器仍然使用自己的IP地址作為源地址，使用UDP67端口作為源端口，使用255.255.255.255作為目標(biāo)地址，使用UDP68端口作為目的端口來廣播DHCPACK信息。當(dāng)客戶機(jī)收到DHCPACK消息時(shí)，它就配置了IP地址，完成了TCP/IP的初始化。

服務(wù)器確認(rèn)租約：DHCPNACK（DHCPNAK）

如果DHCPREQUEST不成功，例如客戶機(jī)試圖租約先前的IP地址，但該IP地址不再可用，或者因?yàn)榭蛻魴C(jī)移到其他子網(wǎng)，該IP無效時(shí)，DHCP服務(wù)器將廣播否定確認(rèn)消息DHCPNACK。當(dāng)客戶機(jī)接收到不成功的確認(rèn)時(shí)，它將重新開始DHCP租約過程。

DHCP續(xù)租

DHCP客戶機(jī)會(huì)在租期過去50%的時(shí)候，直接向?yàn)槠涮峁㊣P地址的DHCP服務(wù)器發(fā)送DHCPREQUEST消息包。如果客戶機(jī)接收到該服務(wù)器回應(yīng)的DHCPACK消息包，客戶機(jī)就根據(jù)包中所提供的新的租期以及其它已經(jīng)更新的TCP/IP參數(shù)，更新自己的配置，IP租用更新完成。如果沒有收到該服務(wù)器的回復(fù)，則客戶機(jī)繼續(xù)使用現(xiàn)有的IP地址，因?yàn)楫?dāng)前租期還有50%。

如果在租期過去50%的時(shí)候沒有更新，則DHCP客戶機(jī)將在租期過去75%的時(shí)候再次向?yàn)槠涮峁㊣P地址的DHCP服務(wù)器聯(lián)系。如果還不成功，到租約的100%時(shí)候，DHCP客戶機(jī)必須放棄這個(gè)IP地址，重新申請(qǐng)。如果此時(shí)無DHCP服務(wù)器可用，DHCP客戶機(jī)會(huì)使用169.254.0.0/16中隨機(jī)的一個(gè)地址，并且每隔5分鐘再進(jìn)行嘗試。