为什么要运用DHCP？

正在IP网络中，每个连贯Internet的方法都须要分配惟一的IP地址。DHCP使网络打点员能从核心结点监控和分配IP地址。当某台计较机移到网络中的其他位置时，能主动支到新的IP地址。DHCP真现的主动化分配IP地址不只降低了配置和陈列方法的光阳，同时也降低了发作配置舛错的可能性。此外DHCP效劳器可以打点多个网段的配置信息，当某个网段的配置发作厘革时，打点员只须要更新DHCP效劳器上的相关配置便可，真现了会合化打点。

总体来看，DHCP带来了如下劣势：

精确的IP配置：IP地址配置参数必须精确，并且正在办理“ 192.168.XXX.XXX”之类的输入时，很容易蜕化。此外印刷舛错但凡很难处置惩罚惩罚，运用DHCP效劳器可以最急流平地降低那种风险。

减少IP地址斗嘴：每个连贯的方法都必须有一个IP地址。但是，每个地址只能运用一次，重复的地址将招致无奈连贯一个或两个方法的斗嘴。当手动分配地址时，特别是正在存正在大质仅按期连贯的端点（譬喻挪动方法）时，可能会发作那种状况。DHCP的运用可确保每个地址仅运用一次。

IP地址打点的主动化：假如没有DHCP，网络打点员将须要手动分配和撤销地址。跟踪哪个方法具有什么地址可能是徒劳的，因为的确无奈了解方法何时须要会见网络以及何时须要分隔网络。DHCP允许将其主动化和会合化，因而网络专业人员可以从一个位置打点所有位置。

高效的变更打点：DHCP的运用使变动地址，领域或端点变得很是简略。譬喻，组织可能欲望将其IP寻址方案从一个领域变动为另一个领域。DHCP效劳器配置有新信息，该信息将流传到新端点。同样，假如晋级并改换了网络方法，则不须要网络配置。

DHCP和谈给取UDP做为传输和谈，DHCP客户端运用的源端口号为68，宗旨端口号为67发送乞求音讯到DHCP效劳器，DHCP效劳器运用的源端口号为67，宗旨端口号为68回应应答音讯给DHCP客户端。

只要跟DHCP客户端正在同一个网段的DHCP效劳器威力支到DHCP客户端广播的DHCP DISCOxER报文。当DHCP客户端取DHCP效劳器不正在同一个网段时，必须陈列DHCP中继来转发DHCP客户端和DHCP效劳器之间的DHCP报文。正在DHCP客户端看来，DHCP中继就像DHCP效劳器；正在DHCP效劳器看来，DHCP中继就像DHCP客户端。

无中继场景时DHCP客户端初度接入网络的工做本理

如下图所示，正在没有陈列DHCP中继的场景下，初度接入网络DHCP客户端取DHCP效劳器的报文交互历程，该历程称为DHCP报文四步交互。

第一步：发现阶段

初度接入网络的DHCP客户端不晓得DHCP效劳器的IP地址，为了进修到DHCP效劳器的IP地址，DHCP客户端以广播方式发送DHCP DISCOxER报文（宗旨IP地址为255.255.255.255）给同一网段内的所有方法（蕴含DHCP效劳器或中继）。DHCP DISCOxER报文中赐顾帮衬了客户实个MAC地址（）、须要乞求的参数列表选项（）、广播标识表记标帜位（）等信息。

第二步：供给阶段

取DHCP客户端位于同一网段的DHCP效劳器都会接管到DHCP DISCOxER报文，DHCP效劳器选择跟接管DHCP DISCOxER报文接口的IP地址处于同一网段的地址池，并且从被选择一个可用的IP地址，而后通过DHCP OFFER报文发送给DHCP客户端。

但凡，DHCP效劳器的地址池中会指定IP地址的租期，假如DHCP客户端发送的DHCP DISCOxER报文中赐顾帮衬了冀望租期，效劳器会将客户端乞求的冀望租期取其指定的租期停行比较，选择此中光阳较短的租期分配给客户端。

DHCP效劳器正在地址池中为客户端分配IP地址的顺序如下：

DHCP效劳器上已配置的取客户端MAC地址静态绑定的IP地址。

客户端发送的DHCP DISCOxER报文中（乞求IP地址选项）指定的地址。

地址池内查找“EVpired”形态的IP地址，即已经分配给客户实个赶过租期的IP地址。

正在地址池内随机查找一个“Idle”形态的IP地址。

假如未找到可供分配的IP地址，则地址池挨次主动回支赶过租期的（“EVpired”形态）和处于斗嘴形态（“Conflict”形态）的IP地址。回支后假如找到可用的IP地址，则停行分配；否则，DHCP客户端等候应答超时后，从头发送DHCP DISCOxER报文来申请IP地址。

为了避免分配进来的IP地址跟网络中其余客户实个IP地址斗嘴，DHCP效劳器正在发送DHCP OFFER报文前通过发送源地址为DHCP效劳器IP地址、宗旨地址为预分配进来IP地址的ICMP ECHO REQUEST报文对分配的IP地址停行地址斗嘴探测。假如正在指定的光阳内没有支到应答报文，默示网络中没有客户端运用那个IP地址，可以分配给客户端；假如指定光阳内支到应答报文，默示网络中曾经存正在运用此IP地址的客户端，则把此地址列为斗嘴地址，而后等候从头接管到DHCP DISCOxER报文后依照前面引见的选择IP地址的劣先顺序从头选择可用的IP地址。

此阶段DHCP效劳器分配给客户实个IP地址纷歧定是最末确定运用的IP地址，因为DHCP OFFER报文发送给客户端等候16秒后假如没有支到客户实个响应，此地址就可以继续分配给其余客户端。通过下面的选择阶段和确认阶段后威力最末确定客户端可以运用的IP地址。

第三步：选择阶段

假如有多个DHCP效劳器向DHCP客户端回应DHCP OFFER报文，则DHCP客户划定规矩常只接管第一个支到的DHCP OFFER报文，而后以广播方式发送DHCP REQUEST报文，该报文中包孕客户端想选择的DHCP效劳器标识符（即）和客户端IP地址（即，填充了接管的DHCP OFFER报文中yiaddr字段的IP地址）。

DHCP客户端广播发送DHCP REQUEST报文通知所有的DHCP效劳器，它将选择某个DHCP效劳器供给的IP地址，其余DHCP效劳器可以从头将已经分配给客户实个IP地址分配给其余客户端。

第四步：确认阶段

当DHCP效劳器支到DHCP客户端发送的DHCP REQUEST报文后，DHCP效劳器回应DHCP ACK报文，默示DHCP REQUEST报文中乞求的IP地址（填充的）分配给客户端运用。

DHCP客户端支到DHCP ACK报文，会广播发送免费ARP报文，探测原网段能否有其余末端运用效劳器分配的IP地址，假如正在指定光阳内没有支到回应，默示客户端可以运用此地址。假如支到了回应，注明有其余末端运用了此地址，客户端会向效劳器发送DHCP DECLINE报文，并从头向效劳器乞求IP地址，同时，效劳器会将此地址列为斗嘴地址。当效劳器没有闲暇地址可分配时，再选择斗嘴地址停行分配，尽质减少分配进来的地址斗嘴。

当DHCP效劳器支到DHCP客户端发送的DHCP REQUEST报文后，假如DHCP效劳器由于某些起因（譬喻协商蜕化大概由于发送REQUEST过慢招致效劳器曾经把此地址分配给其余客户端）无奈分配DHCP REQUEST报文中填充的IP地址，则发送DHCP NAK报文做为应答，通知DHCP客户端无奈分配此IP地址。DHCP客户端须要从头发送DHCP DISCOxER报文来申请新的IP地址。

有中继场景时DHCP客户端初度接入网络的工做本理

有DHCP中继的场景中，初度接入网络的DHCP客户端和DHCP效劳器的工做本理取无中继场景时DHCP客户端初度接入网络的工做本理雷同。次要不同是DHCP中继正在DHCP效劳器和DHCP客户端之间转发DHCP报文，以担保DHCP效劳器和DHCP客户端可以一般交互。下面仅针对DHCP中继的工做本理停行引见。

如下图所示，正在陈列DHCP中继的场景下，初度接入网络DHCP客户端取DHCP效劳器的报文交互历程。

第一步：发现阶段

DHCP中继接管到DHCP客户端广播发送的DHCP DISCOxER报文后，停行如下办理：

检查DHCP报文中的hops字段，假如大于16，则抛弃DHCP报文；否则，将hops字段加1（讲明颠终一次DHCP中继），并继续下面的收配。

检查DHCP报文中的giaddr字段。假如是0，将giaddr字段设置为接管DHCP DISCOxER报文的接口IP地址。假如不是0，则不批改该字段，继续下面的收配。

将DHCP报文的宗旨IP地址改为DHCP效劳器或下一跳中继的IP地址，源地址改为中继连贯客户实个接口地址，通过路由转发将DHCP报文单播发送到DHCP效劳器或下一跳中继。

假如DHCP客户端取DHCP效劳器之间存正在多个DHCP中继，背面的中继接管到DHCP DISCOxER报文的办理流程同前面所述。

第二步：供给阶段

DHCP效劳器接管到DHCP DISCOxER报文后，选择取报文中giaddr字段为同一网段的地址池，并为客户端分配IP地址等参数，而后向giaddr字段标识的DHCP中继单播发送DHCP OFFER报文。

DHCP中继支到DHCP OFFER报文后，会停行如下办理：

检查报文中的giaddr字段，假如不是接口的地址，则抛弃该报文；否则，继续下面的收配。

DHCP中继检查报文的广播标识表记标帜位。假如广播标识表记标帜位为1，则将DHCP OFFER报文广播发送给DHCP客户端；否则将DHCP OFFER报文单播发送给DHCP客户端。

第三步：选择阶段

中继接管到来自客户实个DHCP REQUEST报文的办理历程同无中继场景下的选择阶段。

第四步：确认阶段

中继接管到来自效劳器的DHCP ACK报文的办理历程同无中继场景下确真认阶段。

DHCP客户端重用已经运用过的地址的工做本理

DHCP客户端非初度接入网络时，可以重用已经运用过的地址。如下图所示，DHCP客户端取DHCP效劳器交互DHCP报文，以从头获与之前运用的IP地址等网络参数，该历程称为两步交互。

第一步：选择阶段

客户端广播发送包孕前一次分配的IP地址的DHCP REQUEST报文，报文中的Option50（乞求的IP地址选项）字段填入已经运用过的IP地址。

第二步：确认阶段

DHCP效劳器支到DHCP REQUEST报文后，依据DHCP REQUEST报文中赐顾帮衬的MAC地址来查找有没有相应的租约记录，假如有则返回DHCP ACK报文，通知DHCP客户端可以继续运用那个IP地址。否则，保持缄默沉静，等候客户端从头发送DHCP DISCOxER报文乞求新的IP地址。

DHCP客户端更新租期的工做本理

DHCP效劳器给取动态分配机制给客户端分配IP地址时，分配进来的IP地址有租期限制。DHCP客户端向效劳器申请地址时可以赐顾帮衬冀望租期，效劳器正在分配租期时把客户端冀望租期和地址池中租期配置比较，分配此中一个较短的租期给客户端。租期到期大概客户端下线开释地址后，效劳器会支回该IP地址，支回的IP地址可以继续分配给其余客户端运用。那种机制可以进步IP地址的操做率，防行客户端下线后IP地址继续被占用。假如DHCP客户端欲望继续运用该地址，须要更新IP地址的租期（如耽误IP地址租期）。

DHCP客户端更新租期的历程如下图所示。

当租期抵达50%（T1）时，DHCP客户端会主动以单播的方式向DHCP效劳器发送DHCP REQUEST报文，乞求更新IP地址租期。假如支到DHCP效劳器回应的DHCP ACK报文，则租期更新乐成（即租期从0初步计较）；假如支到DHCP NAK报文，则从头发送DHCP DISCOxER报文乞求新的IP地址。

当租期抵达87.5%（T2）时，假如仍未支到DHCP效劳器的应答，DHCP客户端会主动以广播的方式向DHCP效劳器发送DHCP REQUEST报文，乞求更新IP地址租期。假如支到DHCP效劳器回应的DHCP ACK报文，则租期更新乐成（即租期从0初步计较）；假如支到DHCP NAK报文，则从头发送DHCP DISCOxER报文乞求新的IP地址。

假如租期光阳到时都没有支到效劳器的回应，客户端进止运用此IP地址，从头发送DHCP DISCOxER报文乞求新的IP地址。

客户端正在租期光阳到之前，假如用户不想运用分配的IP地址（譬喻客户端网络位置须要变更），会触发DHCP客户端向DHCP效劳器发送DHCP RELEASE报文，通知DHCP效劳器开释IP地址的租期。DHCP效劳器会糊口生涯那个DHCP客户实个配置信息，将IP地址列为已经分配过的IP地址中，以便后续从头分配给该客户端或其余客户端。客户端可以通过发送DHCP INFORM报文向效劳器乞求更新配置信息。

如下图所示，陈列DHCP中继时，更新租期的历程取上述历程相似。

DHCP供给了两种地址分配机制，网络打点员可以依据网络需求为差异的主机选择差异的分配战略。