dhcp动态主机配置协议工作原理讲解过程.docx

DHCP工作原理 一、什么是DHCP? DHCP，动态主机配置协议。前身是BOOTP协议，是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，常用的2个端口：67(DHCP server)，68(DHCP client)。DHCP通常被用于局域网环境，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使client动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。简单来说，DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。 二、DHCP协议中的报文 DHCP报文共有一下几种： DHCP DISCOVER：客户端开始DHCP过程发送的包，是DHCP协议的开始。 DHCP OFFER：服务器接收到DHCP DISCOVER之后做出的响应，它包括了给予客户端的IP（yiaddr）、客户端的MAC地址、租约过期时间、服务器的识别符以及其他信息。 DHCP REQUEST：客户端对于服务器发出的DHCP OFFER所做出的响应。在续约租期的时候同样会使用。 DHCP ACK：服务器在接收到客户端发来的DHCP REQUEST之后发出的成功确认的报文。在建立连接的时候，客户端在接收到这个报文之后才会确认分配给它的IP和其他信息可以被允许使用。 DHCP NAK：DHCP ACK的相反的报文，表示服务器拒绝了客户端的请求。 DHCP RELEASE：一般出现在客户端关机、下线等状况。这个报文将会使DHCP服务器释放发出此报文的客户端的IP地址。 DHCP INFORM：客户端发出的向服务器请求一些信息的报文。 DHCP DECLINE：当客户端发现服务器分配的IP地址无法使用（如IP地址冲突时），将发出此报文，通知服务器禁止使用该IP地址。 DHCP的工作流程： 三、DHCP 协议包的组成 Xid：随机生成的一段字符串，两个数据包拥有相同的xid说明他们属于同一次会话。 Ciaddr：客户端会在发送请求时将自己的ip地址放在此处。 Yiaddr：服务器会将想要分配给客户端的ip地址放在此处。 Siaddr：一般来说是服务器的ip地址.但是注意！根据openwrt源码给出的注释，当报文的源地址、siaddr、option>server_id字段不一致（有经过跨子网转发）时，通常认为option>srever_id字段为真正的服务器ip，siaddr有可能是多次路由跳转中的某一个路由的ip?（下图中wireshark抓包中也有标明siaddr为nextserver ip address）。 Chaddr：客户端的mac地址。 Giaddr：如果需要跨子网进行DHCP地址发放，则在此处填入经过的路由器的ip地址。 Sname：服务器主域名。 Options：可以自由添加的部分，用于存放客户端向服务器请求信息和服务器的应答信息。 DHCP客户端 一、DHCP原理 1、什么是DHCP 客户端 DHCP客户端一般来说是局域网中独立的PC主机。 DHCP客户端发出的DHCP DISCOVER包是DHCP协议的开始。 延续租期、发现、释放IP地址等大多数DHCP中的行为都是由DHCP客户端主动发起。 2、DHCP 自动状态机 DHCP获得ip地址的4步骤：discover>offer>request>ack(nak)。 DHCP刷新租期的步骤：request>ack(nak)。 DHCP释放ip的步骤：release。 wnr2000v5 1.0.0.8的代码中没有发现rebooting、initreboot状态。所以DHCP client的状态一般从init开始，完整的状态机如下图（红色代表客户端的状态跳转）： DHCP Server 一、DHCPD 原理 1、简述 DHCP SERVER指的是服务器端，在路由器上体现的就是给LAN端动态分配IP的功能。DHCP SERVER负责接收客户端的DHCP请求，管理LAN端所有的IP网络设定资料。相比于BOOTP，DHCP通过“租约”来实现动态分配IP的功能，实现IP的时分复用，从而解决IP资源短缺的问题。其地址分配方式有三种，分别是人工配置（由管理员对每台具体的计算机指定一个地址）、自动配置（服务器为第一次连接网络的计算机分配一个永久地址）、动态配置（在一定的期限内将地址租给计算机，租期结束后客户必须续租或者停用该地址），而对于路由器，经常使用的地址分配方式是动态配置。 2、两个租约表 静态租约表：对应一个静态租约存储文件，server运行时从文件中读取静态租约表。 动态租约表：对应一个周期存储文件，server周期性将租约表存进该文件，在程序开始时将会读取上次存放的租约表。（租约表记录了当前所有分配的租约，包括静态链接的）。 3、基本逻辑 原