图解DHCP的4步租约过程

图解DHCP的4步租约过程

 

DHCP租约过程就是DHCP客户机动态获取IP地址的过程。

DHCP租约过程分为4步：

①客户机请求IP（客户机发DHCPDISCOVER广播包）；

②server响应（server发DHCPOFFER广播包）；

③客户机选择IP（客户机发DHCPREQUEST广播包）；

④server确定租约（server发DHCPACK/DHCPNAK广播包）。

 

 

具体解释4步租约过程：

 

第1步：客户机请求IP

客户机请求IP也称为DHCPDISCOVER。

当一个DHCP客户机启动时，会自己主动将自己的IP地址配置成0.0.0.0。因为使用0.0.0.0不能进行正常通信，所以客户机就必须通过DHCPserver来获取一个合法的地址。

因为客户机不知道DHCPserver的IP地址，所以它使用0.0.0.0的地址作为源地址，使用UDP68port作为源port，使用255.255.255.255作为目标地址，使用UDP67port作为目的port来广播请求IP地址信息（见图一）。广播信息中包括了DHCP客户机的MAC地址和计算机名，以便使DHCPserver能确定是哪个客户机发送的请求。

 

DHCP客户机总是试图又一次租用它接收过的最后一个IP地址，这给网络带来一定的稳定性。

 

图一：客户机请求IP

 

第2步：server响应

server响应也称为DHCPOFFER。

当DHCPserver接收到客户机请求IP地址的信息时，它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。

假设有。DHCPserver就将此IP地址做上标记。增加到DHCPOFFER的消息中，然后DHCPserver就广播一则包含下列信息的DHCPOFFER消息：

DHCP客户机的MAC地址；DHCPserver提供的合法IP地址；子网掩码；默认网关（路由）；租约的期限。DHCPserver的IP地址。

 

由于DHCP客户机还没有IP地址，所以DHCPserver使用自己的IP地址作为源地址，使用UDP67port作为源port，使用255.255.255.255作为目标地址。使用UDP68port作为目的port来广播DHCPOFFER信息（见图二）。

 

图二：server响应

 

第3步：客户机选择IP

客户机选择IP，也称为DHCPREQUEST。

DHCP客户机从接收到的第一个DHCPOFFER消息中选择IP地址。发出IP地址的DHCPserver将该地址保留。这样该地址就不能提供给还有一个DHCP客户机。当客户机从第一个DHCPserver接收DHCPOFFER并选择IP地址后，DHCP租约的第三过程发生。客户机将DHCPREQUEST消息广播到全部的DHCPserver，表明它接受提供的内容。DHCPREQUEST消息包含为该客户机提供IP配置的server的服务标识符（IP地址）。DHCPserver查看server标识符字段。以确定它自己是否被选择为指定的客户机提供IP地址，假设那些DHCPOFFER被拒绝。则DHCPserver会取消提供并保留其IP地址以用于下一个IP租约请求。

 

在客户机选择IP的过程中。尽管客户机选择了IP地址，可是还没有配置IP地址。而在一个网络中可能有几个DHCPserver，所以客户机仍然使用0.0.0.0的地址作为源地址，使用UDP68port作为源port。使用255.255.255.255作为目标地址。使用UDP67port作为目的port来广播DHCPREQUEST信息（见图三）。

 

图三：客户机选择IP

 

第4步：server确认租约

server确认租约，也称为DHCPACK/DHCPNAK。

DHCPserver接收到DHCPREQUEST消息后。以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功的确认，该消息包括有IP地址的有效租约和其它可能配置的信息。尽管server确认了客户机的租约请求，可是客户机还没有收到server的DHCPACK消息，所以server仍然使用自己的IP地址作为源地址。使用UDP67port作为源port，使用255.255.255.255作为目标地址。使用UDP68port作为目的port来广播DHCPACK信息（见图四）。当客户机收到DHCPACK消息时，它就配置了IP地址。完毕了TCP/IP的初始化。

 

假设DHCPREQUEST不成功。比如客户机试图租约先前的IP地址，但该IP地址不再可用。或者由于客户机移到其它子网，该IP无效时，DHCPserver将广播否定确认消息DHCPNAK。当客户机接收到不成功的确认时，它将又一次開始DHCP租约过程。

 

假设DHCP客户机无法找到DHCPserver，它将从TCP/IP的B类网段169.254.0.0中挑选一个IP地址作为自己的IP地址，继续每隔5分钟尝试与DHCPserver进行通讯，一旦与DHCPserver取得联系。则客户机放弃自己主动配置的IP地址，而使用DHCPserver分配的IP地址。

 

假设一台DHCP客户机有两个或者多个网卡，则DHCPserver会为每一个网卡分配一个唯一而有效的IP地址。

 

图四：server确认租约

 

图五：DHCPserver日志

注：由于是虚拟机，所以这个DHCPserver的系统时间有些问题

 

图六：DHCP客户机IP信息

能够看到client获取的IP地址是192.168.1.34。默认网关是192.168.1.10；DHCPserverIP是192.168.1.240。租约时间是6个小时。

 

DHCP消息类型
1 DHCPDISCOVER 
2 DHCPOFFER 
3 DHCPREQUEST 
4 DHCPDECLINE 
5 DHCPACK 
6 DHCPNACK 
7 DHCPRELEASE
8 DHCPINFORM