嵌入式八股,DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)

首先,上网是需要IP地址的,且每一个IP地址都是不重复,以防止冲突,如果每一个IP地址都需要手动的静态分配将会是一个非常麻烦的过程。

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)是一种用于网络设备自动获取IP地址及其他网络配置参数的协议。它允许网络管理员通过集中管理的方式,动态分配IP地址,从而简化网络设备的配置过程,提高网络管理的效率和灵活性。

2. DHCP的工作原理

DHCP的工作过程基于客户端/服务器模型,主要包括以下几个阶段:

(1) 发现阶段(Discover)
  • 当客户端设备(如计算机)接入网络时,它会广播一个DHCP Discover消息,请求获取IP地址。

  • 由于客户端此时还不知道自己属于哪个网络,因此它会使用广播地址(255.255.255.255)发送请求。

(2) 提供阶段(Offer)
  • 网络中的DHCP服务器收到客户端的DHCP Discover消息后,会从IP地址池中选择一个可用的IP地址,并以广播方式发送一个DHCP Offer消息给客户端。

  • DHCP Offer消息中包含分配给客户端的IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等配置信息。

(3) 请求阶段(Request)
  • 客户端收到一个或多个DHCP Offer消息后,会选择其中一个服务器的提议,并发送一个DHCP Request消息,请求确认分配的IP地址。

  • 如果客户端收到多个DHCP Offer,它通常会选择第一个到达的提议。

(4) 确认阶段(Acknowledge)
  • DHCP服务器收到客户端的DHCP Request消息后,会发送一个DHCP Ack消息,正式确认分配的IP地址,并提供其他网络配置信息。

  • 如果服务器无法满足客户端的请求(例如IP地址已被分配给其他设备),它会发送一个DHCP NAK消息,通知客户端重新请求。

(5) 续租阶段(Renewal)
  • DHCP分配的IP地址通常有一个租约期限(Lease Time)。当租约时间过半时,客户端会尝试续租IP地址。

  • 客户端会向服务器发送一个DHCP Request消息,请求延长IP地址的租约时间。

  • 如果服务器同意续租,会发送一个DHCP Ack消息;如果拒绝,会发送一个DHCP NAK消息。

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