DHCP协议分析

DHCP协议封装

DHCP协议是基于UDP层之上的应用，DHCP CLIENT将采用端口号68，DHCP SERVER采用端口号67，其报文内容的封装如下所示：

链路层头 IP头 UDP头 DHCP报文

其中：

链路层头：承载报文的链路层信息头。

IP头：标准IP协议头，IPV4中长度为20bytes，包括SrcIp，DstIp等信息。

UDP头：8个bytes，包括SrcPort，DstPort，报文长度及UDP校验和等信息。

DHCP报文：具体的DHCP报文内容。

由于DHCP协议是让终端获取IP 地址的协议，所以终端是没有IP地址的。为了能够正常的收发DHCP报文，采取了如下措施：

a)、链路层的封装必须是广播形式，即让在同一物理子网中的所有主机都能够收到这个报文，在Ethernet_II格式的网络中，是DstMac为全1。

b)、由于终端没有IP地址，IP头中的SrcIp规定填为全0。

c)、当终端发出DHCP请求报文，并不知道DHCP SERVER的IP地址，因此IP头中的DstIp填为有限的子网广播IP——全1，保证DHCP SERVER的IP协议栈不丢弃这个报文。

d)、上面的措施保证了DHCP SERVER能够收到终端的请求报文，但仅凭链路层和IP层信息，DHCP SERVER无法区分出DHCP报文，因此终端发出的DHCP请求报文的UDP层中的SrcPort为68，DstPort为67，即DHCPSERVER通过端口号67来判断一个报文是否是DHCP报文。

DHCP报文格式

op：报文的操作类型，分为请求报文和响应报文，1为请求报文；2为响应报文。具体的报文类型在option字段中标识。

htype：硬件地址类型。

hlen：硬件地址长度。系统目前只对以太网支持，硬件地址长度固定为6。

hops：DHCP 报文经过的DHCP 中继的数目。DHCP 请求报文每经过一个DHCP中继，该字段就会增加1。

xid：由客户端软件产生的随机数，用于匹配请求和应答报文。

secs：客户端进入IP 地址申请进程的时间或者更新IP 地址进程的时间；由客户端软件根据情况设定。目前没有使用，固定为0。

flags：标志字段。第一个比特为广播响应标识位，用来标识DHCP 服务器响应报文是采用单播还是广播方式发送，0 表示采用单播方式，1 表示采用广播方式。其余比特保留不用。

ciaddr：DHCP客户端的IP地址。

yiaddr：DHCP服务器分配给客户端的IP地址。

siaddr：DHCP客户端获取IP地址等信息的服务器IP地址。

giaddr：DHCP客户端发出请求报文后经过的第一个DHCP中继的IP地址。

chaddr：DHCP客户端的硬件地址。

sname：DHCP客户端获取IP地址等信息的服务器名称。

file：DHCP服务器为DHCP客户端指定的启动配置文件名称及路径信息。

options：可选变长选项字段，包含报文的类型、有效租期、DNS 服务器的IP地址、WINS服务器的IP地址等配置信息。

分析流程图：

DHCP协议包含以下八种类型：

1：DHCPDISCOVER（0x01），此为Client开始DHCP过程的第一个报文

2：DHCPOFFER（0x02），此为Server对DHCPDISCOVER报文的响应

3：DHCPREQUEST（0x03），此报文是Slient开始DHCP过程中对server的DHCPOFFER 报文的回应，或者是client续延IP地址租期时发出的报文

4：DHCPDECLINE（0x04），当Client发现Server分配给它的IP地址无法使用，如IP 地址冲突时，将发出此报文，通知Server禁止使用IP地址

5：DHCPACK（0x05），Server对Client的DHCPREQUEST报文的确认响应报文，Client 收到此报文后，才真正获得了IP地址和相关的配置信息。

6：DHCPNAK（0x06），Server对Client的DHCPREQUEST报文的拒绝响应报文，Client 收到此报文后，一般会重新开始新的DHCP过程。

7：DHCPRELEASE（0x07），Client主动释放server分配给它的IP地址的报文，当Server 收到此报文后，就可以回收这个IP地址，能够分配给其他的Client。

8：DHCPINFORM（0x08），Client已经获得了IP地址，发送此报文，只是为了从DHCP SERVER处获取其他的一些网络配置信息，如route ip，DNS Ip等，这种报文的应用非常少见。

以上八种DHCP类型均包含以下特征值（在OpenDPI中，只需要确认当前检测的协议符合以下五个特征值，就认为当前协议是DHCP协议，并不需要确认具体是哪种DHCP协议类型。）：

一、packet->payload_packet_len >= 244

//确认当前检测的数据包的payload区长度大于244

二、(packet->udp->source == htons(67)|| packet->udp->source == htons(68))

三、(packet->udp->dest == htons(67) || packet->udp->dest == htons(68))

/*

1)确认当前检测的报文的数据包的UDP包的目的端口为67或68。

2)sever的端口位67，client的端口位68。

*/

四、get_u32(packet->payload, 236) == htonl(0x63825363)

/*

1)#define get_u32(X,O) (*(u32 *)(((u8 *)X) + O))的目的是，从u8型X指针指向

的地址区域中，第O个地址开始取四个字节的内容。

2)htonl(u_long hostlong)将主机的无符号长整形数转换成网络字节顺序。

3)从任一DHCP协议类型的packet->payload区中第236位开始取四个字节，

确认Magic Cookie位的值为DHCP。

*/