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什么是DHCP?

   DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机分配协议)缩写，它的前身是BOOTP。BOOTP原本是用于无磁盘主机连接上的网络上面的：网络主机使用BOOT ROM而不是磁盘启动并连接上网络，BOOTP则可以自动地为那些主机设定TCP/IP环境。但BOOTP有一个缺点：您在设定前须事先获得客户端的硬件地址，而且，与IP的对应是静态的。换而言之，BOOTP非常缺乏“动态性 ”，若在有限的IP资源环境中，BOOTP的一对一对应会造成非常可观的浪费。

   DHCP可以说是BOOTP的增强版本，它分为两个部分：一个是服务器端，而另一个是客户端。所有的IP网络设定数据都由DHCP服务器集中管理，并负责处理客户端的DHCP要求；而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境数据。比较BOOTP, DHCP透过“租约”的概念，有效且动态的分配客户端的TCP/IP设定，而且，作为兼容考虑，DHCP也完全照顾了BOOTP Client的需求。

   

DHCP的分配形式

   首先，必须至少有一台DHCP工作在网络上面，它会监听网络的DHCP请求，并与客户端磋商TCP/IP的设定环境。它提供两种IP定位方式：

   Automatic Allocation

   自动分配，其情形是：一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP服务器租用到IP地址之后，就永远使用这个地址。

   Dynamic Allocation

   动态分配，当DHCP第一次从DHCP服务器租用到IP地址之后，并非永久的使用该地址，只要租约到期，客户端就得释放(release)这个IP地址，以给其他董作站使用。当然，客户端可以比其它主机更优先的更新(renew)租约，或是租用其它的IP地址。

   动态分配显然比自动分配更加灵活，尤其是当您的实际IP地址不足的时候，例如：您是一家ISP，只能提供200个IP地址用来给拨接客户，但并不意味着您 的客户最多只能有200个。因为要知道，您的客户们不可能全部同一时间上网的，除了他们各自的行为习惯的不同，也有可能是电话线路的限制。这样，您就可以 将这200个地址，轮流的租用给拨接上来的客户使用了。这也是为什么当您查看IP地址的时候，会因每次拨接而不同的原因了(除非您申请的是一个固定IP， 通常ISP都可以满足这样的要求，这或许要另外收费)。当然，ISP不一定使用DHCP来分配地址，但这个概念和使用IP Pool的原理是一样的。

   DHCP除了能动态的设定IP地址之外，还可以将一些IP保留下来给一些特殊用途的机器使用，它可以按照硬件地址来固定的分配IP地址，这样可以给你更大的设计空间。同时，DHCP还可以帮客户指定router、netmask、DNS Server、WINS Server等等项目，您在客户端上面，除了将DHCP选项打勾之外，几乎无需任何的IP环境设定。

   DHCP的工作原理

   根据客户端是否第一次登录网络，DHCP的工作形式会有所不同。

   第一次登录的时候：

   寻找Server。当DHCP客户端第一次登录网络的时候，也就是客户发现本机上没有任何IP数据设定，它会向网络发出一个DHCP DISCOVER封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络，所有封包的来源地址会为0.0.0.0，而目的地址则为255.255.255.255，然后再附上DHCP discover的信息，向网络进行广播。

   在Windows的预设情形下，DHCP discover 的等待时间预设为1秒，也就是当客户端将第一个DHCP discover封包送出去之后，在1秒之内没有得到响应的话，就会进行第二次DHCP discover广播。若一直得不到响应的情况下，客户端一共会有四次DHCP discover广播（包括第一次在内），除了第一次会等待1秒外，其余三次的等待时间分别是9、13、16秒。如果都没有得到DHCP服务器的响应，客户端则会显示错误信息，宣告DHCP discover的失败。之后，基于使用者的选择，系统会继续在5分钟之后再重复一次DHCP discover的过程。

   

   提供IP租用地址。当DHCP服务器监听到客户端发出的DHCP discover广播后，它会从那些还没有租出的地址范围内，选择最前面的空置IP，连同其它TCP/IP设定，响应给客户端一个DHCP offer封包。

   由于客户端在开始的时候没有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服务器响应的DHCP offer封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据服务器端的设定，DHCP offer封包会包含一个租约期限的信息。

   接收IP租约。如果客户端收到网络上多台DHCP服务器的响应，只会挑选其中一个DHCP offer而已（通常是最先抵达的那个），并且会向网络发送一个DHCP request广播封包，告诉所有DHCP服务器它将指定接收哪一台服务器提供的IP地址。

   同时，客户端还会向网络发送一个ARP封包，查询网络上面有没有其它机器使用该IP地址；如果发现该IP已经被占用，客户端则会送出一个DHCP decline封包给DHCP服务器，拒绝接受其DHCP offer，并重新发送DHCP discover信息。

   事实上，并不是所有DHCP客户端都会无条件接受DHCP服务器的offer，尤其这些主机安装有其它TCP/IP相关的客户软件。客户端也可以用DHCP request向服务器提出DHCP选择，而这些选择会以不同的号码填写在DHCP Option Field里面：

   换一句话说，在DHCP服务器上面的设定，未必是客户端全都接受，客户端可以保留自己的一些TCP/IP设定。而主动权永远在客户端这边。

   租约确认。当DHCP服务器接收到客户端的DHCP request之后，会向客户端发出一个DHCP ack响应，以确认IP租约的正式生效，也就结束了一个完整的DHCP工作过程。

   DHCP发放流程

   第一次登录之后：

   一旦DHCP客户端成功地从服务器那里取得DHCP租约之后，除非其租约已经失效并且IP地址也重新设定回0.0.0.0，否则就无需再发送DHCP discover信息了，而会直接使用已经租用到的IP地址向之前的DHCP服务器发出DHCP request信息，DHCP服务器会尽量让客户端使用原来的IP地址，如果没问题的话，直接响应DHCP ack来确认则可。如果该地址已经失效或已经被其他机器使用了，服务器则会响应一个DHCP nack封包给客户端，要求其重新执行DHCP discover。

   至于IP的租约期限确实非常考究的，并非如我们租房子那样简单，以NT为例子：DHCP工作站除了在开机的时候发出DHCP request请求之外，在租约期限一半的时候也会发出DHCP request，如果此时得不到DHCP服务器确认的话，工作站还可以继续使用该IP；然后在剩下的租约期限的再一半的时候（即租约的75%），还得不到 确认的话，那么工作站就不能拥有这个IP了。至于为什么不是到租约期限完全结束才放弃IP呢？对不起，小弟也是不学无术之人，没有去深究了，只知道要回答 MCSE题目的时候，您一定要记得NT是这么工作就是了。

   要是您想退租，可以随时送出DHCP release命令解约，就算您的租约在前一秒钟才获得的。

   跨网络的DHCP运作

   从前面描述的过程中，我们不难发现：DHCP discover是以广播方式进行的，其请求只能在同一网络之内进行，因为router是不会将广播传送出去的。但如果DHCP服务器安设在其它的网络上 面呢？由于DHCP客户端还没有IP环境设定，所以也不知道router地址，而且有些router也不会将DHCP广播封包传递出去，因此这情形下 DHCP discover是永远没办法抵达DHCP服务器那端的，当然也不会发生 ，offer及其它动作了。要解决这个问题，我们可以用DHCP Agent( 或 DHCP Proxy )主机来接管客户的DHCP请求，然后将此请求传递给真正的DHCP服务器，然后将服务器的回复传给客户。这里Proxy主机必须自己具有路由能力，且能将双方的封包互传对方。

   若不使用Proxy，您也可以在每一个网络之中安装DHCP服务器，但这样的话，一来设备成本会增加，而且管理上面也比较分散。当然喽，如果在一个十分大型的网络中，正阳的均衡式构架还是可取的。视您的实际情况而定了。

67和68 Bootp和DHCP

   UDP上的Bootp/DHCP: 通常DSL和cable-modem的防火墙常会看见大量发送到广播地址255.255.255.255的数据。这些机器在向DHCP服务器请求一个地址 分配。Hacker常进入它们分配一个地址把自己作为局部路由器而发起大量的“中间人”（man-in-middle）攻击。客户端向68端口 （bootps）广播请求配置，服务器向67端口（bootpc）广播回应请求。这种回应使用广播是因为客户端还不知道可以发送的IP地址。

   DHCP与Bootp的不同点在于，Bootp也可以完成给主机分配IP地址的任务，但它要求主机的硬件地址必须被手工输入到Bootp表中。可以讲 DHCP看成一个动态的Bootp。但是，要记住的是，Bootp还可以将用来引导主机的操作系统发送给主机。而DHCP不可以。