DHCP协议交互过程分析

DHCP交互过程

标准的DHCP server端与client端的交互过程如下：

1. 发现阶段：CLIENT首先发出广播的DHCPDISCOVER报文，广播的目的是让DHCP SERVER能够收到这个请求报文在这个报文中CLIENT可以在选项字段中加入“request paramter list” 选项，表明自己想要获得的各种参数，而且四个IP地址字段都必须为0。

2.提供阶段：由于DHCPDISCOVER报文是广播，那么所有的DHCP SERVER都能够收到所有的DHCP SERVER都会响应一个DHCPOFFER报文，其中你的IP地址字段就是DHCP SERVER能够提供给CLIENT使用的IP地址，而且DHCP SERVER会把自己的IP地址放在选项字段中以便CLIENT区分不同的DHCP SERVER，发出此报文后在DHCP SERVER上就会存在一个已分配IP地址的记录。

3.选择阶段：CLIENT能够收到所有的DHCPOFFER报文，但CLIEN只能处理其中的一个。一般的原则是CLIENT接收处理最先收到的那个DHCPOFFER报文，CLIENT会再发出一个广播的DHCPREQUEST报文，在选项字段中会加入选中的DHCP SERVER的IP地址和用户想要的IP地址，之所以广播是因为要通知所有的DHCP SERVER进行相应的处理。

4.确认阶段：DHCP SERVER收到DHCPREQUEST报文判断选项字段中的DHCP SERVER的IP地址是否与自己的地址相同，不相同则不做任何处理。如果自己发出过DHCPOFFER报文，则清除相应IP地址记录，当选项字段中的DHCP SERVER的IP地址是与自己的IP地址相同时，DHCP SERVER就会响应一个DHCPACK报文，其内容同DHCPOFFER类似并在选项字段中增加了IP地址使用租期选项。

5.验证阶段：CLIENT收到DHCPACK报文后（经过上面的处理后有且只有一个DHCPACK报文）会检查DHCP SERVER分配给自己的IP地址是否能够使用，如在以太网类型的网络中，CLIENT会发出免费的ARP请求来确定DHCP SERVER分配的IP地址是否已经被别人使用。如果可以使用，则CLIENT成功获得IP地址并根据IP地址使用租期自动启动续延过程 ；如果CLIENT发现DHCP SERVER分配的IP地址已经被别人使用，则CLIENT会发出DHCPDECLINE报文通知DHCP SERVER禁用这个IP地址以免引起IP地址冲突，然后CLIENT又开始新的DHCP过程从第1步开始。

6.续约阶段：当CLIENT成功获取IP地址后会根据IP地址使用租期自动启动续延过程，在使用租期过去50%时刻处向DHCP SERVER发送单播DHCPREQUEST报文续延租期。如果成功，即收到DHCP SERVER的DHCPACK报文则租期相应向前延长，如果失败，即没有收到DHCPACK报文则CLIENT继续使用这个IP地址，在使用租期过去87.5%时刻处向DHCP SERVER发送广播DHCPREQUEST报文续延租期，如果成功即收到DHCP SERVER的DHCPACK报文，则租期相应向前延长，如果失败即没有收到DHCPACK报文，则CLIENT继续使用这个IP地址，在使用租期到期时CLIENT应自动放弃使用这个IP地址并开始新的DHCP过程从第1步开始。

7.释放阶段：CLIENT在成功获取IP地址后，随时可以通过发送CLIENTRELESE报文释放自己的IP地址，DHCP SERVER收到CLIENTRELESE报文后，会回收相应的IP地址并重新分配。

DHCP CLIENT的行为

所有支持DHCP 协议并能够发起DHCP过程的终端都称之为DHCP CLIENT，包括普通PC机，各种特殊设备，如CABLE MODEM，IDT等。DHCP CLIENT自己必须能够发出DHCPDISCOVER，DHCPREQUEST，DHCPDECLINE等报文（DHCPINFORM报文也是DHCP CLIENT发出但实际中很少见），并且必须能够处理从服务器收到的以下几种报文：DHCPOFFER，DHCPACK和DHCPNAK。

                                                        DHCP CLIENT 行为图