DHCP&DHCPv6

1.DHCP in IPv4

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），动态主机配置协议，分配IP地址和其他网络参数；

DHCP三种角色：DHCP Client、DHCP Relay和DHCP Server；

DHCP端口：Client UDP68---->Server，Server UDP67---->Client；

DHCP8种报文：DHCP DISCOVER、DHCP OFFER、DHCP REQUEST、DHCP ACK、DHCP NAK、DHCP DECLINE、DHCP RELEASE、DHCP INFORM

OP（OP code）：1字节，OP=1客户端请求报文，OP=2服务器响应报文；

htype（Hardware Type）：1字节，硬件类型

hlen（Hardware Length）：1字节，硬件地址长度，以太网为6，48位；

hops：1字节，表示DHCP报文经过的DHCP Relay的数目，hops≤16；

xid：4字节，DHCP客户端选取的随机数，使DHCP服务器的回复与DHCP客户端的报文相关联

secs（seconds）：2字节，表示客户端从开始获取地址或地址续租更新后所用的时间，单位是秒。

flags：2字节，16bit，只有最高位有意义；0表示客户端请求服务器以单播形式发送响应报文；1表示客户端请求服务器以广播形式发送响应报文；

ciaddr（client ip address）：客户端IP；

yiaddr（your ip address）：服务器分配给客户端IP；

siaddr (server ip address)：DHCP客户端获得启动配置信息的服务器的IP地址；

giaddr（gateway ip address）：表示第一个DHCP中继的IP地址；

chaddr (client hardware address)：表示客户端的MAC地址；

sname (server host name)：表示客户端获取配置信息的服务器名字；

file (file name)：表示客户端需要获取的启动配置文件名；

options：表示DHCP的选项字段，最多为312字节；1字节Type+1字节Length+Value（由Length决定）

options53决定了DHCP报文了类型，很多option代码代表了不同的意思；

1.1客户端首次接入网络DHCP无中继工作过程

第一阶段：Client广播Discover---->同网段所有设备或Relay；

第二阶段：Server会比较一下Client希望的租期和自己配置的租期，提供一个时间短的租期；

第三阶段：如收到多个Offer，只接第一个，Request（Server标识符、客户端IP地址）广播通知所有Server；

第四阶段：Client收到ACK，发送免费ARP确认是否地址冲突；

如冲突Client发送Decline---->Server，之前过程重来；

如Server收到Request，发现无法提供这个IP了，Server发送NAK---->Client，之前过程重来；

1.2客户端首次接入网络DHCP有中继工作过程

过程与无中继基本相同，不同点如下：

第一阶段：收到Discover，检查hops，大于16则丢弃；giaddr=0，填入接收Discover接口的IP，否则不修改；修改DHCP目的IP为下一跳Relay或DHCP Server；

第二阶段：提供giaddr同网段IP地址，向giaddr标识的Relay单播发送Offer，Relay检查广播标志位如置1，则广播Offer，如未置1，则单播发给Client；

第三、四阶段同上；

1.3客户端重用曾用过的IP地址DHCP工作过程

Client 发送Request（Option50填入之前用过的IP）---->Server；

Server通过查看自身MAC和IP对应记录决定是否给Client续用，如果可以---->ACK，否则沉默，直到客户端重新发送Discover报文；

1.4客户端更新租期DHCP工作过程

Client 租期50%单播发送Request---->Server，Server 发送ACK---->Client，则续租成功；

Client 租期87.5%如还未收到ACK，广播发送Request---->Server，Server 发送ACK---->Client，则续租成功；

Client 租期100%如还未收到ACK，或者在以上过程种收到NAK，Client重新发送DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址；

Client 租期到期前不想继续使用IP，DHCP RELEASE---->Server; Client 发送DHCP INFORM---->请求更新配置信息；

2.DHCPv6

类似IPv4中DHCP，基于UDP，IPv6不使用广播，使用组播报文；

分配类型：

1、手动配置

2、无状态自动地址分配（利用NDP）

3、DHCPv6有状态自动配置

4、DHCPv6无状态自动配置（利用NDP获取地址，利用DHCPv6获取除地址以外的其他参数）

报文：

msy-type报文类型，总共13种；1Solicit2Advertise3Request4Confirm5Renew6Rebind7Reply8Release9Decline10Reconfigure11Information-Request12Relay-Forward13Relay-Reply

transaction-ID：DHCPv6交互ID，这是个随机值，要保证服务器响应和客户端请求两者交互ID一致，如果服务器主动发起的报文ID为0；

options：DHCPv6的选项字段；

2.1无状态自动地址分配

无状态自动配置：即插即用，可以配置多个地址进行网络无缝迁移，利用RS、RA报文实现。

无状态自动配置，没有DHCP的情况下，设备自己生成IPv6地址

路由器发现功能用来发现与本地链路相连的设备，并获取与地址自动配置相关的前缀和其他配置参数。

在IPv6中，IPv6地址可以支持无状态的自动配置，即主机通过某种机制获取网络前缀信息，然后主机自己生成地址的接口标识部分。路由器发现功能是IPv6地址自动配置功能的基础，主要通过以下两种报文实现：

路由器请求RS（Router Solicitation）报文：Type=133，主机接入网络后希望尽快获取网络前缀进行通信，此时主机立刻发送RS报文。（地址解析和DAD中用的那个叫NS，Type=135）
路由器通告RA（Router Advertisement）报文：Type=134，每台设备为了让二层网络上的主机和设备知道自己的存在，定时都会组播发送RA报文，RA报文中会带有网络前缀信息，及其他一些标志位信息。（地址解析和DAD中用的那个叫NA，Type=136）