[Linux]经典面试题 - 服务管理 - DHCP

目录

• 一、DHCP概述
  • 1.1 DHCP是什么？
  • 1.2 DHCP细节
• 二、DHCP报文详情
  • 2.1 DHCP的八种报文
  • 2.2 DHCP 报文格式
  • 2.3 DHCP Options
• 三、DHCP工作流程
  • 3.1 租约四步曲
  • 3.2 重用旧地址
  • 3.3 更新租约期

一、DHCP概述

1.1 DHCP是什么？

• DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。
• DHCP Server配置好地址池，Client登陆的时候就能自动获取到IP、掩码、DNS等。

1.2 DHCP细节

• DHCP服务端使用UDP：67；客户端使用UDP：68。

• DHCP运行分为四个基本过程：

  1. 请求IP租约

  2. 提供IP租约

  3. 选择IP租约

  4. 确认IP租约

• 客户在获得一个IP地址后，会发送一个ARP请求来避免由于HDCP地址池重叠而引发的IP冲突。

• DHCP中涉及到中继的问题，都是把广播帧拆分成多个单播帧进行发送。

二、DHCP报文详情

2.1 DHCP的八种报文

报文类型	封包类型	作用
DHCP DISCOVER	广播	客户端用于找DHCP服务器。
DHCP OFFER	单播	DHCP服务器响应DHCP DISCOVER报文，此报文携带各种配置信息。
DHCP REQUEST	广播	三种用途： 1. 客户端初始化，发送广播DHCP REQUEST回应DHCP OFFER报文。 2. 客户端重上线，用于确认先前分配的IP地址等配置信息。 3. 客户端租约将到期，用于进行IP地址的续约。
DHCP ACK	单播	DHCP服务器对客户端的DHCP REQUEST报文的确认，此时客户端真正获得IP与相关配置信息。
DHCP NAK	单播	DHCP服务器对客户端的DHCP REQUEST报文的拒绝。（如上所述的三种DHCP REQUEST情况的拒绝响应时发送 DHCP NAK报文）。
DHCP RELEASE	单播	客户端可通过发送此报文主动释放服务器分配给它的IP地址，服务器收到此报文后，就可以将这个IP地址分配给其他设备。
DHCP DECLINE	单播	客户端发现地址与其他设备冲突时，向DHCP服务器发送DHCP DECLINE报文，用于重新申请地址。
DHCP INFORM	单播	客户端获取地址后，若想获取更为详细的信息如：DNS、网关等，则向DHCP服务器发送DHCP INFORM请求报文。

2.2 DHCP 报文格式

(图片来自百度)

2.3 DHCP Options

BOOTP / DHCP options (networksorcery.com)

三、DHCP工作流程

3.1 租约四步曲

1. 发现，客户端广播发送DHCP DISCOVER报文给同网段的设备（DHCP服务器、DHCP中继）。报文中携带了客户端MAC（chaddr）、需请求参数列表选项（Option55）、广播标志位（flags）等。

2. 提供，与客户端同网段的DHCP服务器会接受其发出的DHCP DISCOVER报文，然后DHCP服务器会从地址池（全局/接口，看具体配置）中选择一个可用的IP地址，然后通过DHCP OFFER报文发送给客户端。

   补充：关于租期，DHCP服务器会拿客户端期望租期与指定租期作比较，选较小的作为实际租期。

3. 选择，通常客户端只接受第一个DHCP OFFER报文，然后广播发送DHCP REQUEST报文，报文中包含了DHCP服务器标识符（Option54）、客户端IP地址（Option50）

4. 确认，DHCP服务器收到客户端发送的DHCP REQUEST报文，会回复一个携带相关配置信息的DHCP ACK报文给客户端。

在有DHCP中继的情况下，DHCP的广播报文会被转换成多个单播报文发送给相应的设备，因为三层网络隔离广播域。

3.2 重用旧地址

1. 选择，客户端发送DHCP REQUEST，报文中的Option50字段填入曾使用过的地址。
2. 确认，如果DHCP服务器在MAC地址表中查找到租约记录，则发送DHCP ACK告知可继续使用该IP地址，否则沉默，直至客户端再发送DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址。

3.3 更新租约期

1. 租约期到达50%时，单播DHCP REQUEST报文，请求续约，若得到响应则成功续约。
2. 租约期到达87.5%时，仍未得到回应，则广播DHCP REQUEST报文，请求新的地址。