DHCP协议概述

来源：中国协议分析网作者：编辑：电脑农民浏览：

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经过了前面的学习，相信您不再认为设定与管理TCP/IP网路是件轻松的事情。要成功的将您的网路用TCP/IP连接起来，您就得为每台电脑设定IP、mask、gateway、等等繁琐的事情。要是您想管理好一个比较大的网路﹐或是电脑节点经常改变(如手提电脑或拨接)﹐这样的工作可以说是非常令人讨厌的﹐而且出错的机会也比较多。要是，万一日后要进行IP重新规划﹐其工作量也是相当惊人的。

面对这些情形﹐DHCP可以说您的菩萨了﹕它不但救苦救难﹐而且神通广大。

什么是DHCP？

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol之缩写﹐它的前身是BOOTP。BOOTP原本是用于无磁碟主机连接的网路上面的﹕网路主机使用BOOTROM而不是磁碟起动并连接上网路﹐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体位址，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﹐它分为两个部份﹕一个是伺服器端﹐而另一个是客户端。所有的IP网路设定资料都由DHCP伺服器集中管理﹐并负责处理客户端的DHCP要求﹔而客户端则会使用从伺服器分配下来的IP环境资料。比较起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，作为兼容考量，DHCP也完全照顾了BOOTPClient的需求。

DHCP的分配形式

首先﹐必须至少有一台DHCP工作在网路上面﹐它会监听网路的DHCP请求﹐并与客户端搓商TCP/IP的设定环境。它提供两种IP定位方式﹕

AutomaticAllocation

自动分配﹐其情形是﹕一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP伺服器端租用到IP位址之后﹐就永远使用这个位址。

DynamicAllocation

动态分配﹐当DHCP第一次从HDCP伺服器端租用到IP位址之后﹐并非永久的使用该位址﹐只要租约到期﹐客户端就得释放(release)这个IP位址﹐以给其它工作站使用。当然﹐客户端可以比其它主机更优先的延续(renew)租约﹐或是租用其它的IP位址。

动态分配显然比自动分配更加灵活﹐尤其是当您的实际IP位址不足的时候﹐例如﹕您是一家ISP﹐只能提供200个IP位址用来给拨接客户﹐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个位址﹐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位址的时候﹐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﹐通常的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来分配位址﹐但这个概念和使用IPPool的原理是一样的。

DHCP除了能动态的设定IP位址之外﹐还可以将一些IP保留下来给一些特殊用途的机器使用﹐它可以按照硬体位址来固定的分配IP位址﹐这样可以给您更大的设计空间。同时﹐DHCP还可以帮客户端指定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﹐几乎无需做任何的IP环境设定。

DHCP的工作原理

视乎客户端是否第一次登录网路﹐DHCP的工作形式会有所不同。

第一次登录的时候﹕

1.寻找Server。当DHCP客户端第一次登录网路的时候﹐也就是客户发现本机上没有任何IP 资料设定﹐它会向网路发出一个DHCP DISCOVER封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网路﹐所以封包的来源位址会为0.0.0.0﹐而目的位址则为255.255.255.255﹐然后再附上Dhcpdiscover的信息﹐向网路进行广播。

在Windows的预设情形下，Dhcpdiscover的等待时间预设为1秒﹐也就是当客户端将第一个Dhcpdiscover封包送出去之后﹐在1秒之内没有得到回应的话﹐就会进行第二次Dhcpdiscover广播。若一直得不到回应的情况下﹐客户端一共会有四次Dhcpdiscover广播(包括第一次在内)﹐除了第一次会等待1秒之外﹐其余三次的等待时间分别是9﹑13﹑16秒。如果都没有得到DHCP伺服器的回应﹐客户端则会显示错误信息﹐宣告Dhcpdiscover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Dhcpdiscover的过程。

2.提供IP租用位址。当DHCP伺服器监听到客户端发出的Dhcpdiscover广播后﹐它会从那些还没有租出的位址范围内﹐选择最前面的的空置IP，连同其它TCP/IP设定，回应给客户端一个DHCP OFFER封包。

由于客户端在开始的时候还没有IP位址﹐所以在其Dhcpdiscover封包内会带有其MAC位址信息﹐并且有一个XID编号来辨别该封包﹐DHCP伺服器回应的Dhcpoffer封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据伺服器端的设定﹐Dhcpoffer封包会包含一个租约期限的信息。

3.接受IP租约。如果客户端收到网路上多台DHCP伺服器的回应﹐只会挑选其中一个Dhcpoffer而已(通常是最先抵达的那个)﹐并且会向网路发送一个Dhcprequest广播封包﹐告诉所有DHCP伺服器它将指定接受哪一台伺服器提供的IP位址。

同时﹐客户端还会向网路发送一个ARP封包﹐查询网路上面有没有其它机器使用该IP位址﹔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伺服器﹐拒绝接受其Dhcpoffer﹐并重新发送Dhcpdiscover信息。

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