目錄
一、DHCP協議概述
DHCP協議採用UDP作爲傳輸協議，主機發送請求消息到DHCP服務器的67號端口，DHCP服務器迴應應答消息給主機的68號端口。詳細的交互過程如下圖。
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DHCP Client以廣播的方式發出DHCP Discover報文。
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所有的DHCP Server都能夠接收到DHCP Client發送的DHCP Discover報文，所有的DHCP Server都會給出響應，向DHCP Client發送一個DHCP Offer報文。
DHCP Offer報文中“Your(Client) IP Address”字段就是DHCP Server能夠提供給DHCP Client使用的IP地址，且DHCP Server會將自己的IP地址放在“option”字段中以便DHCP Client區分不同的DHCP Server。DHCP Server在發出此報文後會存在一個已分配IP地址的紀錄。
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DHCP Client只能處理其中的一個DHCP Offer報文，一般的原則是DHCP Client處理最先收到的DHCP Offer報文。
DHCP Client會發出一個廣播的DHCP Request報文，在選項字段中會加入選中的DHCP Server的IP地址和需要的IP地址。
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DHCP Server收到DHCP Request報文後，判斷選項字段中的IP地址是否與自己的地址相同。如果不相同，DHCP Server不做任何處理只清除相應IP地址分配記錄；如果相同，DHCP Server就會向DHCP Client響應一個DHCP ACK報文，並在選項字段中增加IP地址的使用租期信息。
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DHCP Client接收到DHCP ACK報文後，檢查DHCP Server分配的IP地址是否能夠使用。如果可以使用，則DHCP Client成功獲得IP地址並根據IP地址使用租期自動啓動續延過程；如果DHCP Client發現分配的IP地址已經被使用，則DHCP Client向DHCPServer發出DHCP Decline報文，通知DHCP Server禁用這個IP地址，然後DHCP Client開始新的地址申請過程。
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DHCP Client在成功獲取IP地址後，隨時可以通過發送DHCP Release報文釋放自己的IP地址，DHCP Server收到DHCP Release報文後，會回收相應的IP地址並重新分配。
在使用租期超過50%時刻處，DHCP Client會以單播形式向DHCP Server發送DHCPRequest報文來續租IP地址。如果DHCP Client成功收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則按相應時間延長IP地址租期；如果沒有收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則DHCP Client繼續使用這個IP地址。
在使用租期超過87.5%時刻處，DHCP Client會以廣播形式向DHCP Server發送DHCPRequest報文來續租IP地址。如果DHCP Client成功收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則按相應時間延長IP地址租期；如果沒有收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則DHCP Client繼續使用這個IP地址，直到IP地址使用租期到期時，DHCP Client纔會向DHCP Server發送DHCP Release報文來釋放這個IP地址，並開始新的IP地址申請過程。
需要說明的是：DHCP客戶端可以接收到多個DHCP服務器的DHCP OFFER數據包，然後可能接受任何一個DHCP OFFER數據包，但客戶端通常只接受收到的第一個DHCP OFFER數據包。另外，DHCP服務器DHCP OFFER中指定[1] 的地址不一定爲最終分配的地址，通常情況下，DHCP服務器會保留該地址直到客戶端發出正式請求。
正式請求DHCP服務器分配地址DHCP REQUEST採用廣播包，是爲了讓其它所有發送DHCP OFFER數據包的DHCP服務器也能夠接收到該數據包，然後釋放已經OFFER（預分配）給客戶端的IP地址。
如果發送給DHCP客戶端的地址已經被其他DHCP客戶端使用，客戶端會向服務器發送DHCPDECLINE信息包拒絕接受已經分配的地址信息。
在協商過程中，如果DHCP客戶端發送的REQUEST消息中的地址信息不正確，如客戶端已經遷移到新的子網或者租約已經過期，DHCP服務器會發送DHCP NAK消息給DHCP客戶 端，讓客戶端重新發起地址請求過程。
二、dhcp數據幀格式
0 8 16 24 31
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OP（1） |
HTYPE（1） |
HLEN（1） |
HOPS（跳數）（1） |
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事務ID（4）[Transaction ID] |
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秒數（2）[Second] |
標誌（2）[Flag] |
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客戶機IP地址（4）[Ciaddr] |
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你的IP地址（4）[Yiaddr] |
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服務器IP地址（4）[Siaddr] |
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中繼代理IP地址（4）[Giaddr] |
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客戶機硬件地址（16字節）[Chaddr] |
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服務器的主機名（64字節）[Sname] |
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啓動文件名（128字節）[File] |
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選項（可變長）[Options] |
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OP：若是client送給server的封包，設置爲1，反方向爲2
Htype：硬件類別，ethernet 爲1
Hlen：硬件長度，ethernet爲6
Hops：若數據包需經過router發送，每站加1，若在同一網內，爲0
Transaction ID：事務ID 是個隨機數，用於客戶和服務器之間匹配請求和相應信息
Seconds：由用戶指定的時間，指開始地址獲取和更新進行後的時間
Flags：從0—15bits，最左一bit爲1時表示server將以廣播方式傳遞封包給client，其餘尚未使用
Ciaddr：用戶IP地址
Siaddr：用於bootsrtap過程中的IP地址（服務器的IP地址）
Chaddr：client的硬件地址
Sname：可選server的名稱，以0x00結尾
File：啓動文件名
Options：廠商標識，可選的參數字段
DHCP Options
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Option id |
Length(字節） |
描述 |
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1 |
4 |
Subnet Mask |
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3 |
n*4 |
Router(網關） |
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6 |
n*4 |
DNS Server |
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7 |
n*4 |
Log Server |
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26 |
2 |
Interface MTU |
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33 |
n*8 |
Static route |
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35 |
4 |
ARP cache timeout |
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42 |
n*4 |
NTP servers |
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51 |
4 |
IP address lease time |
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53 |
1 |
Message type 1-DHCPDISCOVER 2-DHCPOFFER 3-DHCPREQUEST 4-DHCPDECLINE 5-DHCPACK 6-DHCPNAK 7-DHCPRELEASE 8-DHCPINFORM |
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54 |
4 |
DHCP Server Identifier |
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60 |
n |
華爲自定義：可配置該終端設備在發起DHCP請求時，通過Option 60攜帶域信息。ME60收到DHCP報文時，可根據Option 60中攜帶的域信息來分配IP地址。 |
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82 |
n |
華爲自定義：ME60作爲DHCP Relay，在中繼用戶DHCP報文時，可在Option 82中填寫用戶的物理位置信息，通知DHCP服務器按物理位置信息對爲用戶分配IP地址。 |
三、dhcp數據抓包
（1）DHCP discover階段：
（2）DHCP offer階段：
（3）DHCP request階段：
（4）DHCP ack階段：
四、總結：
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階段 |
源MAC |
目標MAC |
源IP |
目標IP |
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Discover |
PC機的MAC |
全FF |
0.0.0.0 |
255.255.255.255 |
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Offer |
Dhcp服務器或者中繼器路由的MAC |
Dhcp客戶機的MAC |
Dhcp服務器或者中繼路由器的IP地址 |
準備分配的IP地址 |
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Request |
PC機的MAC |
全FF |
0.0.0.0 |
255.255.255.255 |
|
Ack |
Dhcp服務器或者中繼器路由的MAC |
Dhcp客戶機的MAC |
Dhcp服務器或者中繼路由器的IP地址 |
準備分配的IP地址 |
DHCPTransaction ID是由客戶機產生一個隨機數獲得，不同MAC地址產生的Transaction ID不同，Transaction ID是區分不同DHCP請求的標識。