DHCP局域网服务器（一）(部分参考私房菜，用TCP/IP进行网际互联)

一 DHCP工作原理

1. 功能介绍

   DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作， 主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。UDP67和UDP68为正常的DHCP服务端口，分别作为DHCP Server和DHCP Client的服务端口。类似于DHCP这种初始化过程可以让用户在不了解有关地址、路由、掩码，即可自动设置其网络，连接到英特网上。

   

   原理理解（通过dhcp的几个状态来分析）

   1 第一阶段 搜索DHCP服务器 广播

   如果客户端想要得到DHCP服务器的信息，而我们知道一般客户端不一定知道网络中DHCP服务器的地址，通过广播，源地址0.0.0.0目的地址255.255.255.255，可以和DHCP服务器建立第一次联系。

   由上面介绍，我们知道DHCP使用udp来发送报文，报文很有可能会出现延迟或者破坏等，这时候为了实现一定程度的可靠性，DHCP使用超时和重传技术。一旦用户发送请求，则启动计时器，计时器到时，用户必须重传。

   所以DHCP报文的格式可以参考一下

   字段

   OP：option，表示请求还是响应

   HTYPE:hardware type，网络硬件类型

   HLEN：硬件地址长度 如以太网类型为1 ，长度为6

   HOPS：跳数，经过的路由器数量

   TRANSACTION（交易，办理） ID：处理请求和响应过程的号码

   SECONDS:表示客户端发送逝去的秒数

   CLIENT IP ADDRESS:表示用户的ip地址，用户如果知道需要的DHCP服务器的信息可以填写，那么会按照用户的情况继续，否则不写

   YOUR IP ADDRESS:你的ip地址，当用户ip地址为0时，服务器会在该字段返回一个客户的ip地址

   SERVER IP ADDRESS:服务器IP地址

   SERVER HOST NAME:服务器主机名

   FLAGS:允许控制请求和响应，目前只有最高位有用，当B时，表示broadcast，其他位为0

   2 第二阶段 服务器响应，提供客户端租约信息以供选择 单播 通过mac可定位

   关于租用（lease）

   首先DHCP服务器管理一个ip地址池，当有用户申请时，服务器首先，从日志文件中查找是否用户曾经用过某ip，有则分配，否则自动分配一个每人使用的；如果配置文件针对该MAC地址设置了固定的ip，则提供该ip；否则，从池内选择一个未使用的ip给客户端并记录。

   至于租期，由于不同场合，比如大学，公司，普通用户，他们的租期一般不同，为了更有效地使用ip地址，DHCP允许用户申请租期，默认情况下，允许无限（infinity）租期，分配一个永久地址。

   关于中继代理（relay agent）

   中继代理是为了应对这样一种情况，网络中的多端口计算机，处于多个网络之中，而我们的DHCP服务器通常只有一个，为了实现只能一个ip对应一个主机的突破，由中继代理（通常是路由器）暂时代理DHCP，接收客户端广播申请，代理会把申请转发给服务器，，然后返回服务器对客户端的响应。DHCP通过客户标识符（client identifier）,可识别特定接口的值，以区分同一个客户发送的不同请求。

   3第三阶段 客户端决定使用的DHCP租约并向服务器发送确认 广播

   由于有多DHCP服务器的可能，一般用户会选择第一个DHCP响应使用，同时告诉其他主机告知他们可收回租约。

   4 第四阶段 服务器端记录客户的租约信息，并最后发送响应告知客户端可以使用

   此时租约就开始计时

二 适合 DHCP的环境

移动设备多，或者其他计算机相当多，不方便单独配置的情况