DHCP最全讲解！（原理+配置）

一、概述

随着网络规模的不断扩大，网络复杂度不断提升，网络中的终端设备例如主机、手机、平板等，位置经常变化。终端设备访问网络时需要配置IP地址、网关地址、DNS服务器地址等。采用手工方式为终端配置这些参数非常低效且不够灵活。IETF于1993年发布了DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）。DHCP实现了网络参数配置的自动化，降低客户端的配置和维护成本。

基本概念：

DHCP是一种用于集中对用户IP地址进行动态管理和配置的协议。
DHCP采用C/S(Client/Server，客户端/服务器)通信模式，协议报文基于UDP的方式进行交互，采用67（DHCP服务器）和68（DHCP客户端）两个端口号：

正常工作时由客户端向服务器提出配置申请。

服务器返回为客户端分配的IP地址等相应的配置信息

优点：

效率高
灵活性强
易于管理

二、原理

DHCP客户端首次接入网络的工作原理

发现阶段，即DHCP客户端发现DHCP服务器的阶段。

DHCP客户端发送DHCP DISCOVER报文来发现DHCP服务器。DHCP DISCOVER报文中携带了客户端的MAC地址、需要请求的参数列表选项、广播标志位等信息。

提供阶段，即DHCP服务器提供网络配置信息的阶段。

服务器接收到DHCP DISCOVER报文后，选择跟接收DHCP DISCOVER报文接口的IP地址处于同一网段的地址池，并且从中选择一个可用的IP地址，然后通过DHCP OFFER报文发送给DHCP客户端。

选择阶段，即DHCP客户端选择IP地址的阶段。

如果有多个DHCP服务器向DHCP客户端回应DHCP OFFER报文，则DHCP客户端一般只接收第一个收到的DHCP OFFER报文，然后以广播方式发送DHCP REQUEST报文，该报文中包含客户端想选择的DHCP服务器标识符和客户端IP地址。

确认阶段，即DHCP服务器确认所分配IP地址的阶段。

DHCP客户端收到DHCP ACK报文，会广播发送免费ARP报文，探测本网段是否有其他终端使用服务器分配的IP地址。

2.DHCP中继

DHCP Relay即DHCP中继，它是为解决DHCP服务器和DHCP客户端不在同一个广播域而提出的，提供了对DHCP广播报文的中继转发功能，能够把DHCP客户端的广播报文“透明地”传送到其它广播域的DHCP服务器上，同样也能够把DHCP服务器端的应答报文“透明地”传送到其它广播域的DHCP客户端。

1）DHCP Relay报文格式与DHCP报文的区别

Hops：表示当前的DHCP报文经过的DHCP中继的数目。该字段由客户端或服务器设置为0，每经过一个DHCP中继时，该字段加1。
Giaddr(gateway ip address)：表示第一个DHCP中继的IP地址。当客户端发出DHCP请求时，第一个DHCP中继在将DHCP请求报文转发给DHCP服务器时，会把自己的IP地址填入此字段。

2）有中继场景时DHCP客户端首次接入网络的工作原理

发现阶段：DHCP中继接收到DHCP客户端广播发送的DHCP DISCOVER报文后，通过路由转发将DHCP报文单播发送到DHCP服务器或下一跳中继。
提供阶段：DHCP服务器根据DHCP DISCOVER报文中的Giaddr字段选择地址池为客户端分配相关网络参数，DHCP中继收到DHCP OFFER报文后，以单播或广播方式发送给DHCP Client。
选择阶段：中继接收到来自客户端的DHCP REQUEST报文的处理过程同“发现阶段”。
确认阶段：中继接收到来自服务器的DHCP ACK报文的处理过程同“提供阶段”。