dhcp的作用是什么_dhcp的工作原理

　　dhcp的作用是什么

　　DHCP是動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議，是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作。主要有兩個(gè)用途：用于內(nèi)部網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址；給用戶用于內(nèi)部網(wǎng)管理員作為對(duì)所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段。

　　DHCP具有以下功能：

　　1、保證任何IP地址在同一時(shí)刻只能由一臺(tái)DHCP客戶機(jī)所使用。

　　2、DHCP應(yīng)當(dāng)可以給用戶分配永久固定的IP地址。

　　3、DHCP應(yīng)當(dāng)可以同用其他方法獲得IP地址的主機(jī)共存（如手工配置IP地址的主機(jī)）。

　　4、DHCP服務(wù)器應(yīng)當(dāng)向現(xiàn)有的BOOTP客戶端提供服務(wù)。

　　dhcp的工作原理

　　dhcp即動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作， 主要有兩個(gè)用途：給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對(duì)所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段，在RFC 2131中有詳細(xì)的描述。DHCP有3個(gè)端口，其中UDP67和UDP68為正常的DHCP服務(wù)端口，分別作為DHCP Server和DHCP Client的服務(wù)端口；546號(hào)端口用于DHCPv6 Client，而不用于DHCPv4，是為DHCP failover服務(wù)，這是需要特別開啟的服務(wù)，DHCP failover是用來做“雙機(jī)熱備”的。

　　“小編”所在的工作單位用戶數(shù)量較大，公網(wǎng)ip地址數(shù)量有限，很顯然，手動(dòng)分配ip地址的方案肯定是不可行的。因?yàn)閐hcp不會(huì)擔(dān)心有重復(fù)的ip地址，不用擔(dān)心用戶因?yàn)榕渲貌粚?duì)導(dǎo)致無法上網(wǎng)的問題，更重要的一點(diǎn)是dhcp能夠從上往下有一個(gè)合理的規(guī)劃，不會(huì)導(dǎo)致ip地址段混亂。綜上所述，有必要在園區(qū)網(wǎng)內(nèi)部署一臺(tái)dhcp服務(wù)器。

　　部署dhcp服務(wù)器之前，需要先搞懂dhcp的工作原理，下面小編簡(jiǎn)單談一下對(duì)于dhcp工作原理的解讀。DHCP 是基于C/S（服務(wù)器客戶端）模式的 ，Client使用UDP 68，server使用UDP 67，dhcp有幾個(gè)基本的概念需要掌握；

　　1、dhcp客戶端：通過DHCP協(xié)議請(qǐng)求IP地址的客戶端。DHCP客戶端是接口級(jí)的概念，如果一個(gè)主機(jī)有多個(gè)以太接口，則該主機(jī)上的每個(gè)接口都可以配置成一個(gè)DHCP 客戶端。

　　2、DHCP Server：DHCP 服務(wù)端，負(fù)責(zé)為DHCP客戶端提供IP地址，并且負(fù)責(zé)管理分配的IP地址。

　　3、DHCP Relay：DHCP中繼器，DHCP客戶端跨網(wǎng)段申請(qǐng)IP地址的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)DHCP報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)功能。

　　dhcp的工作過程可以用下圖表示：

　　1、當(dāng)客戶端接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，即啟用了dhcp-client后，客戶端會(huì)發(fā)送一個(gè)dhcp discover廣播報(bào)文來發(fā)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的dhcp服務(wù)器。因此，第一階段為dhcp發(fā)現(xiàn)階段，主要意思即為尋找局域網(wǎng)內(nèi)的dhcp服務(wù)器。

　　2、在局域網(wǎng)內(nèi)，某個(gè)dhcp服務(wù)器接收到第一階段發(fā)送過來的報(bào)文后，根據(jù)自己的地址池內(nèi)剩下的ip地址，依然以廣播方式分配給客戶端一個(gè)ip地址，分配的dhcp offer報(bào)文中還包含了一些其他的字段，如dns地址，網(wǎng)關(guān)，掩碼等。如果這一階段內(nèi)存在多個(gè)dhcp服務(wù)器，依然會(huì)發(fā)送多個(gè)dhcp offer報(bào)文給該客戶端。

　　3、CLient根據(jù)先收到的Offer報(bào)文來決定選用哪個(gè)服務(wù)器提供的DHCP的地址（存在多個(gè)回應(yīng)的話，先來的優(yōu)先），然后根據(jù)這個(gè)Offer提供的地址信息，發(fā)送Request報(bào)文請(qǐng)求。

　?。?）、客戶端初始化時(shí)，發(fā)送廣播的DHCP Request報(bào)文來回應(yīng)服務(wù)器的DHCP offer報(bào)文

　?。?）、客戶端重啟初始后，發(fā)送廣播的DHCP的DCHP Request報(bào)文來確認(rèn)先前被分配的IP地址等配置信息。

　?。?）、當(dāng)客戶端已知和某個(gè)IP地址綁定后，發(fā)送單播的DHCP Request報(bào)文來延長(zhǎng)IP地址租期

　　4、服務(wù)器收到request報(bào)文以后，確認(rèn)地址池中的這個(gè)地址沒有被分配，如果沒有被分配就回復(fù)ACK報(bào)文，如果被分配了 ，就會(huì)回復(fù)DHCP-NAK報(bào)文，告訴CLient 地址已經(jīng)被分配了。

　　5、當(dāng)CLient收到服務(wù)器分配的地址后，會(huì)向這個(gè)廣播域內(nèi)發(fā)送一個(gè)免費(fèi)ARP的請(qǐng)求，如果沒有人響應(yīng)這個(gè)請(qǐng)求，CLient才正式使用這個(gè)地址，如果有人回應(yīng)的話，會(huì)返回一個(gè)DHCP-Decline報(bào)文，要求服務(wù)器重新獲取地址。

　　6、當(dāng)CLient的IP租期到達(dá)一半的時(shí)候，會(huì)單播發(fā)送DHCP-Request報(bào)文，請(qǐng)求服務(wù)器更新租期，服務(wù)器收到以后，如果可以繼續(xù)使用該IP地址的話，會(huì)響應(yīng)CLient DHCP-ACK，如果該IP不能繼續(xù)分配，則響應(yīng)CLient DHCP-NAK。此時(shí)Client會(huì)在租期的75%再次詢問server 進(jìn)行續(xù)約，如果該IP地址可用則回復(fù)ACK，反則回復(fù)NAK。

　　7、如果客戶端重啟后，會(huì)自動(dòng)發(fā)送DHCPREQUEST廣播給DHCP服務(wù)器以便請(qǐng)求繼續(xù)租用原來使用的IP地址，如果服務(wù)器收到這個(gè)消息，確認(rèn)客戶端可以使用該地址，則回答一個(gè)DHCP ACK確認(rèn)消息，如果此IP地址已經(jīng)無法再分配，則返回一個(gè)DHCP NCK否認(rèn)信息，客戶端收到這個(gè)信息以后，則必須重新發(fā)送DHCP Discovery消息獲取新的地址。 若沒有得到響應(yīng)，則嘗試與網(wǎng)關(guān)通信，如果通信正常，這個(gè)租期還沒到期的話，則可以繼續(xù)使用，但是不能和網(wǎng)關(guān)通信的話，則會(huì)獲得169.254.0.1~169.254.255.254之間的IP地址，然后每隔5min嘗試更新租約。

　　8、當(dāng)客戶端已經(jīng)獲得了IP地址，發(fā)送DHCP INFORM報(bào)文來獲取其他一些網(wǎng)絡(luò)配置信息，比如網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器

　　9、當(dāng)客戶端可通過DHCP RELEASE報(bào)文主動(dòng)釋放服務(wù)器分配給它的地址，當(dāng)服務(wù)器收到此報(bào)文后，可將這個(gè)IP地址分配給其他客戶端。

　　它實(shí)現(xiàn)的原理是，當(dāng)機(jī)子重啟或者設(shè)置了IP地址的時(shí)候，這個(gè)主機(jī)會(huì)通過免費(fèi)ARP來詢問這個(gè)局域網(wǎng)中是否有相同的IP存在（這個(gè)ARP詢問的就是自己本身的IP地址，看是否有人回應(yīng)），如果有人回復(fù)這個(gè)ARP的請(qǐng)求，那么就會(huì)得到一個(gè)錯(cuò)誤的消息“以太網(wǎng)地址 a:b：c:d：e:f發(fā)送來重復(fù)的IP地址”，通常情況下，是沒人回應(yīng)的，因?yàn)闆]有沖突存在，如果有人回應(yīng)了這個(gè)ARP的請(qǐng)求，那么說明該IP地址已經(jīng)被使用了，對(duì)方回應(yīng)了這個(gè)ARP的響應(yīng)，它會(huì)通過操作系統(tǒng)顯示提示出來，說該IP地址存在沖突問題。在現(xiàn)在的DHCP服務(wù)器中，已經(jīng)也引入了這個(gè)機(jī)制了，它會(huì)在分配給客戶端這個(gè)IP地址之前，會(huì)先發(fā)送一個(gè)Ping，或者ARP等機(jī)制來查看該局域網(wǎng)中是否已經(jīng)有該IP地址存在了，如果有得話，那么DHCP會(huì)分配其他IP給請(qǐng)求的客戶端，如果沒有人回應(yīng)，那么則把該IP地址讓客戶端使用，所以很多情況下，看到設(shè)備上面，沒有做地址排除的時(shí)候，而且有些IP地址已經(jīng)在使用了，但是服務(wù)器能夠很好的分配不沖突的地址給客戶端，不造成地址沖突。

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