DHCP 动态主机配置协议

2020-06-15 15:44 更新

一、简介

1.简介

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。

2.作用

DHCP协议采用客户端/服务器模型,主机地址的动态分配任务由网络主机驱动。当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时,才会向网络主机发送相关的地址配置等信息,以实现网络主机地址信息的动态配置。

DHCP具有以下功能:

1. 保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用。 
2. DHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址。
3. DHCP应当可以同用其他方法获得IP地址的主机共存(如手工配置IP地址的主机)。 
4. DHCP服务器应当向现有的BOOTP客户端提供服务。

DHCP有三种机制分配IP地址:

1) 自动分配方式(Automatic Allocation),DHCP服务器为主机指定一个永久性的IP地址,一旦DHCP客户端第一次成功从DHCP服务器端租用到IP地址后,就可以永久性的使用该地址。 
2) 动态分配方式(Dynamic Allocation),DHCP服务器给主机指定一个具有时间限制的IP地址,时间到期或主机明确表示放弃该地址时,该地址可以被其他主机使用。   
3) 手工分配方式(Manual Allocation),客户端的IP地址是由网络管理员指定的,DHCP服务器只是将指定的IP地址告诉客户端主机。 

三种地址分配方式中,只有动态分配可以重复使用客户端不再需要的地址。

DHCP消息的格式是基于BOOTP(Bootstrap Protocol)消息格式的,这就要求设备具有BOOTP中继代理的功能,并能够与BOOTP客户端和DHCP服务器实现交互。BOOTP中继代理的功能,使得没有必要在每个物理网络都部署一个DHCP服务器。RFC 951和RFC 1542对BOOTP协议进行了详细描述。

二、报文

报文格式

字段 长度 含义
OP 1字节 表示报文的类型:1:客户端请求报文2:服务器响应报文
htype 1字节 表示硬件地址的类型。对于以太网,该类型的值为“1”。
hlen 1字节 表示硬件地址的长度,单位是字节。对于以太网,该值为6。
Hops 1字节 跳数。客户端设置为0,也能被一个代理服务器设置。
xid 4字节 事务ID,由客户端选择的一个随机数,被服务器和客户端用来在它们之间交流请求和响应,客户端用它对请求和应答进行匹配。该ID由客户端设置并由服务器返回,为32位整数。
secs 2字节 由客户端填充,表示从客户端开始获得IP地址或IP地址续借后所使用了的秒数。
flags 2字节 此字段在BOOTP中保留未用,在DHCP中表示标志字段。
ciaddr 4字节 客户端的IP地址。只有客户端是Bound、Renew、Rebinding状态,并且能响应ARP请求时,才能被填充
yiaddr 4字节 "你自己的"或客户端的IP地址。
siaddr 4字节 表明DHCP协议流程的下一个阶段要使用的服务器的IP地址。
giaddr 4字节 该字段表示第一个DHCP中继的IP地址(注意:不是地址池中定义的网关)。当客户端发出DHCP请求时,如果服务器和客户端不在同一个网络中,那么第一个DHCP中继在转发这个DHCP请求报文时会把自己的IP地址填入此字段。服务器会根据此字段来判断出网段地址,从而选择为用户分配地址的地址池。服务器还会根据此地址将响应报文发送给此DHCP中继,再由DHCP中继将此报文转发给客户端。若在到达DHCP服务器前经过了不止一个DHCP中继,那么第一个DHCP中继后的中继不会改变此字段,只是把Hops的数目加1。
chaddr 16字节 该字段表示客户端的MAC地址,此字段与前面的“Hardware Type”和“Hardware Length”保持一致。当客户端发出DHCP请求时,将自己的硬件地址填入此字段。对于以太网,当“Hardware Type”和“Hardware Length”分别为“1”和“6”时,此字段必须填入6字节的以太网MAC地址。
sname 64字节 该字段表示客户端获取配置信息的服务器名字。此字段由DHCP Server填写,是可选的。如果填写,必须是一个以0结尾的字符串。
file 128字节 该字段表示客户端的启动配置文件名。此字段由DHCP Server填写,是可选的,如果填写,必须是一个以0结尾的字符串。
options 可变 该字段表示DHCP的选项字段,至少为312字节,格式为"代码+长度+数据"。DHCP通过此字段包含了服务器分配给终端的配置信息,如网关IP地址,DNS服务器的IP地址,客户端可以使用IP地址的有效租期等信息。
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