DHCP协议

对于我们平时上网的电脑的 ip 是如何来的呢？

显然，这里有两种配置方式，一种是自动获取 ip 地址，一种是我们手动设置，大部分人都是通过自动获取的方式来得到 ip 的

那么问题来了，dhcp工作原理是什么，它是如何自动获得到的呢？

手动配置IP

如果是我们自己手动配置IP，我们怎么知道配置成什么IP呢？随便都可以吗？

当然随便配置都可以。

但是OSI 模型的网络层，通信双方需要处于同一子网才能直接交流，我们需要确保我们配置后的计算机处于网关下。

我们怎么配置 ip 才能使得当前计算机处于路由器网关下呢？

我们可以查一下当前路由器的 ip 和 子网掩码。

IP 为 192.168.2.1 子网掩码为 255.255.255.0

而我们需要做的，就是让当前配置的 计算机ip 和 子网掩码经过计算，与路由器和子网掩码的计算相同

比如我们配置 ip 为 192.168.2.24 , 和子网掩码计算后得到 192.168.2.0， 与路由器ip相同。 说明在同一子网下。

通过DHCP配置IP

动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol），简称 DHCP。这个协议可以使我们不用手动配置IP地址，所有连接这个局域网的计算机会根据DHCP协议自动分配一个IP地址。

现在我们知道是， 可以通过 DHCP 服务器来获取 ip 的，那么问题来了，要给 DHCP 服务器发报文来获取 ip， DHCP 服务器的 ip 是多少？自己客户端的源 ip 又是多少呢？现在什么也不知道，该如何发送报文呢？

下面来看看 DHCH 工作流程。

DHCH 工作流程

DHCP服务器：相当于我们一个服务程序，部署在服务器端提供服务的（一般路由器都集成DHCP服务器）

这里的路由器充当着 交换机，网关，DHCP服务器 的身份。

例如我们第一次刚进实验室，连上wifi, 这个时候我们路由器(DHCP服务器)还没有分配IP给我们的笔记本。

第一步：我们的笔记本（DHCP客户端）要发送一个广播包给当前整个局域网

新来的机器使用 IP 地址 0.0.0.0 向交换机发送了一个广播包，目的 IP 地址为 255.255.255.255。

相当于新人大声喊：我是新来的，我的 MAC 地址是这个，我还没有 IP，谁能给租给我个 IP 地址！

当交换机收到目标 MAC 地址是 ff:ff:ff:ff:ff:ff 的报文时，便知道这是一个广播报文，才会将它转发给局域网中的所有主机，否则只会转发给 MAC 地址对应端口上的主机。

然后DHCP服务器就知道有新的设备接入当前局域网，就会分配一个IP地址给它。

同时，分配的ip范围可以在路由器管理页面设置

第二步：DHCP服务器也广播一个数据包回复给新加入的计算机分配一个IP

DHCP服务器回复的这个包是广播，那如果同时有两台或多台计算机在接入，他们都能接收到这个包，是不是他们都会抢到这个IP？

不会的，虽然是广播，但是客户端接收到还会解析到包里面的BOOTP内容，这里面指明了哪个MAC地址分配了这个IP，如果其他计算机接收到这个包，但是这里的MAC不是自己的，就不会获取这个IP了

DHCP 是 BOOTP 的增强版，如果去抓包的话，很可能看到的名称还是 BOOTP 协议

第三步： 笔记本（客户端）发送一个 DHCP Request 广播数据包，表示自己接收这个IP地址

其实在第三步之前，计算机接收到DHCP服务器分配的IP信息以后，还会在网内发送一个ARP包，查询是否是被占用的IP，如果已经有计算机使用了该IP，则会拒绝分配，并请示DHCP服务器继续分配IP.

第四步：第四步DHCP服务器广播一个确认客户端使用这个IP的ACK包

到这里我们的笔记本就拥有了IP地址了，这个IP地址是通过DHCP租用的，有租期。

如果超过了租期的50%的时间，就会向DHCP服务器请求续租，续租成功后会延长这个IP的使用时间，到期后这个IP会归还给DHCP服务器。

例如在 mac 上， 我们键入sudo ipconfig getpacket en1，可以获取有关 DHCP 服务器分配的详细信息

0xa8c0 的十进制值是43200秒，也就是12小时。

总结

DHCP四部：

1. DHCP 发现报文（DHCP DISCOVER），找到DHCP服务器，请求IP地址
2. DHCP 提供报文（DHCP OFFER），给出分配的IP等信息
3. DHCP 请求报文（DHCP REQUEST）, 客户端确认接收IP
4. DHCP ACK 报文， 服务端确认租赁