课程设计（大作业）报告
课程名称：网络协议工程
设计题目：DHCP协议分析以及以下各层协议的工作机制院系：信息技术学院
班级：级计算机科学与技术2班设计者：
学号：
指导教师：***
设计时间：2014.1.2—2014.1.6
信息技术学院
昆明学院课程设计（大作业）任务书
目录
一．题目分析 (1)
二．实验环境 (1)
三．实验原理 (2)
DHCP 工作原理： (4)
四．实验流程 (5)
五．实验步骤 (6)
1、可能用到的网络协议有： (6)
2、划分VLAN (8)
3：用实验主机自动获取 IP 地址，捕获数据包并进行分析 (10)
六．协议分析 (13)
六．实验总结 (17)
七、参考文献 (17)
课程设计（大作业）报告
一．题目分析
用协议分析工具分析DHCP以及以下各层协议的工作机制：
1、理解DHCP协议的基本原理；
2、了解DHCP的工作过程；
3、了解DHCP的基本命令格式；
4、了解DHCP以及以下各层协议的工作机制
二．实验环境
本实验中需要有一台开启 DHCP 服务的主机。锐捷的三层交换机 RG-S3750-24 即可以配置 DHCP 服务，本实验中使用锐捷的三层交换机作为 DHCP 服务器。实验拓扑图如图
所示：
实验拓扑图
三．实验原理
DHCP 是动。态主机分配协议（Dynamic Host Configuration Protocol）的缩写，它的前身是 BOOTP 协议。BOOTP 原本是用于无盘工作站连接的网络上：网络主机使用BOOTROM 而不是磁盘起动并连接上网络，需要通过 BOOTP 协议自动地为那些主机设定TCP/IP环境。但是 BOOTP 协议有一个缺点：在设定前必须事先获得客户端的 MAC 地址，而且，与 IP 地址的对应是静态的。即，BOOTP 非常缺乏“动态性”，不但配置起来非常麻烦，而且在有限的 IP 地址资源环境中，BOOTP 协议要求的地址一一对应关系会造成非常可观的浪费。DHCP 协议可以说是 BOOTP 协议的增强版本，提供了一种动态指定 IP 地址和配置参数的机制，使网络管理员能够集中管理和自动分配 IP 网络地址。当某台计算机移到网络中的其它位置时，能自动收到新的 IP 地址。DHCP 由两个部份组成：一个是服务器端，而另一个是客户端。所有的 IP 网络设定参数都由 DHCP 服务器集中管理，并负责处理客户端的 DHCP 请求；而客户端则会使用从服务器分配下来的 IP 环境数据。相对于 BOOTP，DHCP 透过“租约”的概念，有效且动态的分配客户端的 TCP/IP 环境设定，而且，作为兼容考虑，DHCP 也完全照顾了 BOOTP Client的需求。
DHCP 主要用于大型网络环境和配置 IP 比较困难的地方。有些 DHCP 服务器指定的配置参数和 IP 协议并不相关，但这并没有关系，它的配置参数使得网络上的计算机通信变得方便而容易实现了。DHCP 分配 IP 地址的租期从 1 分钟到 100 年不定，当租期到了的时候，服务器可以把这个 IP 地址分配给别的机器使用。
DHCP 报文格式：
各字段的含义如下：
Op：消息操作代码，如果是客户机送给服务器的封包，则设为1，反向为2；Htype：硬件地址类型，Ethernet 为1；
Hlen：硬件地址长度，Ethernet 为6；
Hops：若封包需经过路由器传送，每经过一个路由器加1，若在同一网内，为0；TransactionID：事务ID，DHCP REQUEST 时产生的数值，以作为DHCP REPL Y时的依据；
Secs：秒，客户机启动时间；
Flags：标记，从0 到15 共16bits，最左1 位为1 时表示服务器将以广播方式传送封包给客户机，其余尚未使用；
Ciaddr：客户端IP 地址，要是客户机想继续使用之前取得的IP 位址，则列于这
里；
Yiaddr：你的（客户端）IP 地址，从服务器送回客户机的DHCP OFFER 和DHCP ACK 封包中，此栏填写分配给客户机的IP 位址；
Siaddr：服务器IP 地址，在DHCP 服务器链中使用的下一台服务器的IP 地址，
通常是DHCP 服务器链接到TFTP 服务器。可通过在该字段中提供全是零的值(0.0.0.0)来终止链；
Giaddr：转发代理IP 地址，若需跨网段进行DHCP 发放，此栏为转发代理的地址，否则为0；
Chaddr：客户端硬件地址；
Sname：服务器名，服务器的名称字符串，以0x00 结尾；
File：引导文件名，若client 需要从网络启动，此栏将指出启动影像文件的名称，
稍后以TFTP 传送；
Options：可选参数字段，允许厂商定议选项，以提供更多的设定资讯（如：Netmask、Gateway、DNS 等等）。其长度可变（最长可达312 字节），同时可携带多个选项。
每一选项的第一个字节为标记子字段，其后一个字节为长度字段（表明后面的值字
段长度），最后为选项的值字段。当选项的标记子字段内容为0x53 时，提示后面
的值字段为DHCP 的封包类别，如下表所示：
DHCP工作原理：
1、发现阶段：即DHCP 客户机寻找DHCP 服务器的阶段。DHCP 客户机以广播方式
（因为DHCP 服务器的IP 地址对于客户机来说是未知的）发送DHCP DISCOVER 发现报文来寻找DHCP 服务器。
2、提供阶段：即DHCP 服务器为DHCP 客户机提供IP 地址的阶段。在网络中接收
到DHCP DISCOVER 报文的DHCP 服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP 地址中挑选一个分配给DHCP 客户机，向DHCP 客户机发送一个包含出租的IP 地址和其他设置的DHCPOFFER 提供报文。
3、请求阶段：即DHCP 客户机选择某台DHCP 服务器提供的IP 地址的阶段。如果
有多台DHCP 服务器向DHCP 客户机发来的DHCP OFFER 报文，则DHCP 客户机只接受第一个收到的DHCP OFFER 报文，然后它就以广播方式回答一个DHCP REQUEST 请求报文，该报文中包含向它所选定的DHCP 服务器请求IP 地址的内容。
之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP 服务器，他将选择某台DHCP 服务器所提供的IP 地址。
4、确认阶段：即DHCP 服务器确认所提供的IP 地址的阶段。当DHCP 服务器收到
DHCP 客户机回答的DHCP REQUEST 报文之后，它便向DHCP 客户机发送一个包含它所提供的IP 地址和其他设置的DHCP ACK 确认报文，告诉DHCP 客户机可以使用它所提供的IP 地址。然后DHCP 客户机便将其TCP/IP 协议与网卡绑定，另外，除DHCP 客户机选中的服务器外，其他的DHCP 服务器都将收回曾提供的IP 地址。
5、重新登录：以后DHCP 客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCP
DISCOVER 报文了，而是直接发送包含前一次所分配的IP 地址的DHCP REQUEST 报文。当DHCP 服务器收到这一报文后，它会尝试让DHCP 客户机继续使用原来的IP 地址，并回答一个DHCP ACK 报文。如果此IP 地址已无法再分配给原来的DHCP 客户机使用时（比如此IP 地址已分配给其它DHCP 客户机使用），则DHCP 服务器