DHCP工作過程詳解
DHCP服務的優缺點：
優點：客戶端可以在dhcp服務器所屬的物理網絡範圍內自動獲得dhcp服務器下發的ip地址。
缺點：路由器不會轉發廣播包，dhcp服務器不能跨物理網絡來實現ip地址的動態下發。
1、客戶端向68端口（bootps）廣播請求配置，
2、服務器向67端口（bootpc）廣播迴應請求。
0.0.0.0地址的作用：
它的作用是幫助路由器發送路由表中無法查詢的包。如果設置了全零網絡的路由，路由表中無法查詢的包都將送到全零網絡的路由中去。
在路由器配置中可用0.0.0.0/0表示默認路由，作用是幫助路由器發送路由表中無法查詢的包。如果設置了全零網絡的路由，路由表中無法查詢的包都將送到全零網絡的路由中去。嚴格說來，0.0.0.0已經不是一個真正意義上的IP地址了。它表示的是這樣一個集合：所有未知的主機和目的網絡。這裏的“未知”是指在本機的路由表裏沒有特定條目指明如何到達
一、DHCP客戶機初始化：
【一定要記住四個過程，四個包，形象一點就是租房的過程，客戶端是租戶，服務端是房東】
1. 尋找DHCP Server
當DHCP客戶機第一次登錄網絡的時候（也就是客戶機上沒有任何IP地址數據時），它會通過UDP 67端口向網絡上發出一個DHCPDISCOVER數據包（包中包含客戶機的MAC地址和計算機名等信息）。因爲客戶機還不知道自己屬於哪一個網絡，所以封包的源地址爲0.0.0.0，目標地址爲255.255.255.255，然後再附上DHCP discover的信息，向網絡進行廣播。
DHCP discover的等待時間預設爲1秒，也就是當客戶機將第一個DHCP discover封包送出去之後，在1秒之內沒有得到迴應的話，就會進行第二次DHCP discover廣播。若一直沒有得到迴應，客戶機會將這一廣播包重新發送四次（以2，4，8，16秒爲間隔，加上1-1000毫秒之間隨機長度的時間）。如果都沒有得到DHCP Server的迴應，客戶機會從169.254.0.0/16這個自動保留的私有IP地址中選用一個IP地址。並且每隔5分鐘重新廣播一次，如果收到某個服務器的響應，則繼續IP租用過程。
2. 提供IP地址租用
當DHCP Server監聽到客戶機發出的DHCP discover廣播後，它會從那些還沒有租出去的地址中，選擇最前面的空置IP，連同其它TCP/IP設定，通過UDP 68端口響應給客戶機一個DHCP OFFER數據包（包中包含IP地址、子網掩碼、地址租期等信息）。此時還是使用廣播進行通訊，源IP地址爲DHCP Server的IP地址，目標地址爲255.255.255.255。同時，DHCP Server爲此客戶保留它提供的IP地址，從而不會爲其他DHCP客戶分配此IP地址。
由於客戶機在開始的時候還沒有IP地址，所以在其DHCP discover封包內會帶有其MAC地址信息，並且有一個XID編號來辨別該封包，DHCP Server響應的DHCP OFFER封包則會根據這些資料傳遞給要求租約的客戶。
3. 接受IP租約
如果客戶機收到網絡上多臺DHCP服務器的響應，只會挑選其中一個DHCP OFFER（一般是最先到達的那個），並且會向網絡發送一個DHCP REQUEST廣播數據包（包中包含客戶端的MAC地址、接受的租約中的IP地址、提供此租約的DHCP服務器地址等），告訴所有DHCP Server它將接受哪一臺服務器提供的IP地址，所有其他的DHCP服務器撤銷它們的提供以便將IP地址提供給下一次IP租用請求。此時，由於還沒有得到DHCP Server的最後確認，客戶端仍然使用0.0.0.0爲源IP地址，255.255.255.255爲目標地址進行廣播。
事實上，並不是所有DHCP客戶機都會無條件接受DHCP Server的OFFER，特別是如果這些主機上安裝有其它TCP/IP相關的客戶機軟件。客戶機也可以用DHCP REQUEST向服務器提出DHCP選擇，這些選擇會以不同的號碼填寫在DHCP Option Field裏面。客戶機可以保留自己的一些TCP/IP設定。
4. 租約確認
當DHCP Server接收到客戶機的DHCP REQUEST之後，會廣播返回給客戶機一個DHCP ACK消息包，表明已經接受客戶機的選擇，並將這一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入該廣播包發給客戶機。
客戶機在接收到DHCP ACK廣播後，會向網絡發送三個針對此IP地址的ARP解析請求以執行衝突檢測，查詢網絡上有沒有其它機器使用該IP地址；如果發現該IP地址已經被使用，客戶機會發出一個DHCP DECLINE數據包給DHCP Server，拒絕此IP地址租約，並重新發送DHCP discover信息。此時，在DHCP服務器管理控制檯中，會顯示此IP地址爲BAD_ADDRESS。
如果網絡上沒有其它主機使用此IP地址，則客戶機的TCP/IP使用租約中提供的IP地址完成初始化，從而可以和其他網絡中的主機進行通訊。
Client --------------------->DHCP DISCOVER
DHCP OFFER <------------------- Server
Client --------------------->DHCP REQUEST
DHCP ACK <---------------Server
在這“客戶端ip獲得的過程”即“租房的過程”都是廣播的形式發送報文的。
二、DHCP客戶機租期續約：
客戶機會在租期過去50%的時候，直接向爲其提供IP地址的DHCP Server發送DHCP REQUEST消息包。如果客戶機接收到該服務器迴應的DHCP ACK消息包，客戶機就根據包中所提供的新的租期以及其它已經更新的TCP/IP參數，更新自己的配置，IP租用更新完成。如果沒有收到該服務器的回覆，則客戶機繼續使用現有的IP地址，因爲當前租期還有50%。
如果在租期過去50%的時候沒有更新，則客戶機將在租期過去87.5%的時候再次向爲其提供IP地址的DHCP聯繫。如果還不成功，到租約的100%時候，客戶機必須放棄這個IP地址，重新申請。如果此時無DHCP可用，客戶機會使用169.254.0.0/16中隨機的一個地址，並且每隔5分鐘再進行嘗試。
169.254.0.0/16是保留地址。如果你的IP地址是自動獲取IP地址，而你在網絡上又沒有找到可用的DHCP服務器。就會得到其中一個IP。
Client ------------------------------>DHCP REQUEST
DHCP ACK ----------------------->Server
在“續租”的過程中都是以單播的形式發送報文的，
在這還有一個例子：（馬哥講的）
1.A，B，C爲三個公司的三個部門，中間連接着一個路由器，三個部門都想動態分配地址，於是在每個部門均設立一個dhcp服務器，這樣有點資源浪費，怎麼辦？但是假如A有dhcp服務器但是B，C的廣播；路由又不給轉發，B，C也獲取不到ip，怎麼辦？
解決辦法：我們配置路由器成爲DHCP的中繼器（DHCP Relay）B，C端再次廣播時，路由單播將B，C內客戶端的請求發送給A中的DHCP服務器，DHCP服務器再單播發送給路由，路由再廣播給客戶端，然後客戶端Request請求，路由器單播給服務器，服務器單播ACK給路由，路由廣播給客戶端。
注意：dhcp服務器必須提供地址池一定要根自己的網卡在同一個網段中，這表明我們就是給本地網絡提供服務的。
