圖解DHCP的4步租約過程

圖解DHCP的4步租約過程

 

DHCP租約過程就是DHCP客戶機動態獲取IP地址的過程。

DHCP租約過程分為4步：

①客戶機請求IP（客戶機發DHCPDISCOVER廣播包）；

②server響應（server發DHCPOFFER廣播包）；

③客戶機選擇IP（客戶機發DHCPREQUEST廣播包）；

④server確定租約（server發DHCPACK/DHCPNAK廣播包）。

 

 

具體解釋4步租約過程：

 

第1步：客戶機請求IP

客戶機請求IP也稱為DHCPDISCOVER。

當一個DHCP客戶機啟動時，會自己主動將自己的IP地址配置成0.0.0.0。因為使用0.0.0.0不能進行正常通信，所以客戶機就必須通過DHCPserver來獲取一個合法的地址。

因為客戶機不知道DHCPserver的IP地址，所以它使用0.0.0.0的地址作為源地址，使用UDP68port作為源port，使用255.255.255.255作為目標地址，使用UDP67port作為目的port來廣播請求IP地址信息（見圖一）。廣播信息中包括了DHCP客戶機的MAC地址和計算機名，以便使DHCPserver能確定是哪個客戶機發送的請求。

 

DHCP客戶機總是試圖又一次租用它接收過的最后一個IP地址，這給網絡帶來一定的穩定性。

 

圖一：客戶機請求IP

 

第2步：server響應

server響應也稱為DHCPOFFER。

當DHCPserver接收到客戶機請求IP地址的信息時，它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供給客戶機。

假設有。DHCPserver就將此IP地址做上標記。增加到DHCPOFFER的消息中，然后DHCPserver就廣播一則包含下列信息的DHCPOFFER消息：

DHCP客戶機的MAC地址；DHCPserver提供的合法IP地址；子網掩碼；默認網關（路由）；租約的期限。DHCPserver的IP地址。

 

由於DHCP客戶機還沒有IP地址，所以DHCPserver使用自己的IP地址作為源地址，使用UDP67port作為源port，使用255.255.255.255作為目標地址。使用UDP68port作為目的port來廣播DHCPOFFER信息（見圖二）。

 

圖二：server響應

 

第3步：客戶機選擇IP

客戶機選擇IP，也稱為DHCPREQUEST。

DHCP客戶機從接收到的第一個DHCPOFFER消息中選擇IP地址。發出IP地址的DHCPserver將該地址保留。這樣該地址就不能提供給還有一個DHCP客戶機。當客戶機從第一個DHCPserver接收DHCPOFFER並選擇IP地址后，DHCP租約的第三過程發生。客戶機將DHCPREQUEST消息廣播到全部的DHCPserver，表明它接受提供的內容。DHCPREQUEST消息包含為該客戶機提供IP配置的server的服務標識符（IP地址）。DHCPserver查看server標識符字段。以確定它自己是否被選擇為指定的客戶機提供IP地址，假設那些DHCPOFFER被拒絕。則DHCPserver會取消提供並保留其IP地址以用於下一個IP租約請求。

 

在客戶機選擇IP的過程中。盡管客戶機選擇了IP地址，可是還沒有配置IP地址。而在一個網絡中可能有幾個DHCPserver，所以客戶機仍然使用0.0.0.0的地址作為源地址，使用UDP68port作為源port。使用255.255.255.255作為目標地址。使用UDP67port作為目的port來廣播DHCPREQUEST信息（見圖三）。

 

圖三：客戶機選擇IP

 

第4步：server確認租約

server確認租約，也稱為DHCPACK/DHCPNAK。

DHCPserver接收到DHCPREQUEST消息后。以DHCPACK消息的形式向客戶機廣播成功的確認，該消息包括有IP地址的有效租約和其它可能配置的信息。盡管server確認了客戶機的租約請求，可是客戶機還沒有收到server的DHCPACK消息，所以server仍然使用自己的IP地址作為源地址。使用UDP67port作為源port，使用255.255.255.255作為目標地址。使用UDP68port作為目的port來廣播DHCPACK信息（見圖四）。當客戶機收到DHCPACK消息時，它就配置了IP地址。完畢了TCP/IP的初始化。

 

假設DHCPREQUEST不成功。比如客戶機試圖租約先前的IP地址，但該IP地址不再可用。或者由於客戶機移到其它子網，該IP無效時，DHCPserver將廣播否定確認消息DHCPNAK。當客戶機接收到不成功的確認時，它將又一次開始DHCP租約過程。

 

假設DHCP客戶機無法找到DHCPserver，它將從TCP/IP的B類網段169.254.0.0中挑選一個IP地址作為自己的IP地址，繼續每隔5分鍾嘗試與DHCPserver進行通訊，一旦與DHCPserver取得聯系。則客戶機放棄自己主動配置的IP地址，而使用DHCPserver分配的IP地址。

 

假設一台DHCP客戶機有兩個或者多個網卡，則DHCPserver會為每一個網卡分配一個唯一而有效的IP地址。

 

圖四：server確認租約

 

圖五：DHCPserver日志

注：由於是虛擬機，所以這個DHCPserver的系統時間有些問題

 

圖六：DHCP客戶機IP信息

能夠看到client獲取的IP地址是192.168.1.34。默認網關是192.168.1.10；DHCPserverIP是192.168.1.240。租約時間是6個小時。

 

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