一、DHCP簡介
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,動態主機配置協議)用來為網絡設備動態地分配 IP地址等網絡配置參數。
DHCP 采用客戶端/服務器通信模式,由客戶端向服務器提出請求分配網絡配置參數的申請,服務器返回為客戶端分配的 IP 地址等配置信息,以實現 IP 地址等信息的動態配置。
在DHCP的典型應用中,一般包含一臺DHCP服務器和多臺客戶端(如PC和便攜機)
二、DHCP的IP地址分配
針對客戶端的不同需求,DHCP 提供三種 IP 地址分配策略:
手工分配地址:由管理員為少數特定客戶端(如 WWW 服務器等)靜態綁定固定的 IP 地址。
通過 DHCP 將配置的固定 IP 地址分配給客戶端。自動分配地址:DHCP 為客戶端分配租期為無限長的 IP 地址。\動態分配地址:DHCP 為客戶端分配具有一定有效期限的 IP 地址,到達使用期限后,客戶端需要重新申請地址。絕大多數客戶端得到的都是這種動態分配的地址。
三、IP地址獲取過程
DHCP客戶端從DHCP服務器獲取IP地址過程:
(1) 發現階段,即 DHCP 客戶端尋找 DHCP 服務器的階段。客戶端以廣播方式發送DHCP-DISCOVER 報文。
(2) 提供階段,即 DHCP 服務器提供 IP 地址的階段。DHCP 服務器接收到客戶端的DHCP-DISCOVER 報文后,根據 IP 地址分配的優先次序選出一個 IP 地址,與其他參數一起通過 DHCP-OFFER 報文發送給客戶端。
(3) 選擇階段,即 DHCP 客戶端選擇 IP 地址的階段。如果有多臺 DHCP 服務器向該客戶端發來DHCP-OFFER 報文,客戶端只接受第一個收到的 DHCP-OFFER 報文,然后以廣播方式發送DHCP-REQUEST 報文,該報文中包含 DHCP 服務器在 DHCP-OFFER 報文中分配的 IP 地址。
(4) 確認階段,即 DHCP 服務器確認 IP 地址的階段。DHCP 服務器收到 DHCP 客戶端發來的
DHCP-REQUEST 報文后,只有 DHCP 客戶端選擇的服務器會進行如下操作:如果確認將地址分配給該客戶端,則返回 DHCP-ACK 報文;否則返回 DHCP-NAK 報文,表明地址不能分配給該客戶端。
客戶端收到服務器返回的 DHCP-ACK 確認報文后,會以廣播的方式發送免費 ARP 報文,探測是否有主機使用服務器分配的 IP 地址,如果在規定的時間內沒有收到回應,客戶端才使用此地址。否則,客戶端會發送 DHCP-DECLINE 報文給 DHCP 服務器,并重新申請 IP 地址。
如果網絡中存在多個 DHCP 服務器,除 DHCP 客戶端選中的服務器外,其它 DHCP 服務器中本次未分配出的 IP 地址仍可分配給其他客戶端。
四、IP地址續租
DHCP 服務器分配給客戶端的 IP 地址具有一定的租借期限(除自動分配的 IP 地址),該租借期限稱為租約。當租借期滿后服務器會收回該 IP 地址。如果 DHCP 客戶端希望繼續使用該地址,則 DHCP客戶端需要申請延長 IP 地址租約。
在 DHCP 客戶端的 IP 地址租約期限達到一半左右時間時,DHCP 客戶端會向為它分配 IP 地址的DHCP 服務器單播發送 DHCP-REQUEST 報文,以進行 IP 租約的更新。如果客戶端可以繼續使用此 IP 地址,則 DHCP 服務器回應 DHCP-ACK 報文,通知 DHCP 客戶端已經獲得新 IP 租約;如果此 IP 地址不可以再分配給該客戶端,則 DHCP 服務器回應 DHCP-NAK 報文,通知 DHCP 客戶端不能獲得新的租約。
如果在租約的一半左右時間進行的續約操作失敗,DHCP 客戶端會在租約期限達到 7/8 時,廣播發送 DHCP-REQUEST 報文進行續約
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