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图解DHCP的4步租约过程

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图解DHCP的4步租约过程

DHCP租约过程就是DHCP客户机动态获取IP地址的过程。
DHCP租约过程分为4步:
①客户机请求IP(客户机发DHCPDISCOVER广播包);
②服务器响应(服务器发DHCPOFFER广播包);
③客户机选择IP(客户机发DHCPREQUEST广播包);
④服务器确定租约(服务器发DHCPACK/DHCPNAK广播包)。


详解4步租约过程:

第1步:客户机请求IP
客户机请求IP也称为DHCPDISCOVER。
当一个DHCP客户机启动时,会自动将自己的IP地址配置成0.0.0.0,由于使用0.0.0.0不能进行正常通信,所以客户机就必须通过DHCP服务器来获取一个合法的地址。由于客户机不知道DHCP服务器的IP地址,所以它使用0.0.0.0的地址作为源地址,使用UDP68端口作为源端口,使用255.255.255.255作为目标地址,使用UDP67端口作为目的端口来广播请求IP地址信息(见图一)。广播信息中包含了DHCP客户机的MAC地址和计算机名,以便使DHCP服务器能确定是哪个客户机发送的请求。

DHCP客户机总是试图重新租用它接收过的最后一个IP地址,这给网络带来一定的稳定性。

图一:客户机请求IP
1.png

第2步:服务器响应
服务器响应也称为DHCPOFFER。
当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址的信息时,它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。如果有,DHCP服务器就将此IP地址做上标记,加入到DHCPOFFER的消息中,然后DHCP服务器就广播一则包括下列信息的DHCPOFFER消息:
DHCP客户机的MAC地址;DHCP服务器提供的合法IP地址;子网掩码;默认网关(路由);租约的期限;DHCP服务器的IP地址。

因为DHCP客户机还没有IP地址,所以DHCP服务器使用自己的IP地址作为源地址,使用UDP67端口作为源端口,使用255.255.255.255作为目标地址,使用UDP68端口作为目的端口来广播DHCPOFFER信息(见图二)。

图二:服务器响应
2.png

第3步:客户机选择IP
客户机选择IP,也称为DHCPREQUEST。
DHCP客户机从接收到的第一个DHCPOFFER消息中选择IP地址,发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留,这样该地址就不能提供给另一个DHCP客户机。当客户机从第一个DHCP服务器接收DHCPOFFER并选择IP地址后,DHCP租约的第三过程发生。客户机将DHCPREQUEST消息广播到所有的DHCP服务器,表明它接受提供的内容。DHCPREQUEST消息包括为该客户机提供IP配置的服务器的服务标识符(IP地址)。DHCP服务器查看服务器标识符字段,以确定它自己是否被选择为指定的客户机提供IP地址,如果那些DHCPOFFER被拒绝,则DHCP服务器会取消提供并保留其IP地址以用于下一个IP租约请求。

在客户机选择IP的过程中,虽然客户机选择了IP地址,但是还没有配置IP地址,而在一个网络中可能有几个DHCP服务器,所以客户机仍然使用0.0.0.0的地址作为源地址,使用UDP68端口作为源端口,使用255.255.255.255作为目标地址,使用UDP67端口作为目的端口来广播DHCPREQUEST信息(见图三)。

图三:客户机选择IP
3.png

第4步:服务器确认租约
服务器确认租约,也称为DHCPACK/DHCPNAK。
DHCP服务器接收到DHCPREQUEST消息后,以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功的确认,该消息包含有IP地址的有效租约和其他可能配置的信息。虽然服务器确认了客户机的租约请求,但是客户机还没有收到服务器的DHCPACK消息,所以服务器仍然使用自己的IP地址作为源地址,使用UDP67端口作为源端口,使用255.255.255.255作为目标地址,使用UDP68端口作为目的端口来广播DHCPACK信息(见图四)。当客户机收到DHCPACK消息时,它就配置了IP地址,完成了TCP/IP的初始化。

如果DHCPREQUEST不成功,例如客户机试图租约先前的IP地址,但该IP地址不再可用,或者因为客户机移到其他子网,该IP无效时,DHCP服务器将广播否定确认消息DHCPNAK。当客户机接收到不成功的确认时,它将重新开始DHCP租约过程。

如果DHCP客户机无法找到DHCP服务器,它将从TCP/IP的B类网段169.254.0.0中挑选一个IP地址作为自己的IP地址,继续每隔5分钟尝试与DHCP服务器进行通讯,一旦与DHCP服务器取得联系,则客户机放弃自动配置的IP地址,而使用DHCP服务器分配的IP地址。

如果一台DHCP客户机有两个或者多个网卡,则DHCP服务器会为每个网卡分配一个唯一而有效的IP地址。

图四:服务器确认租约
4.png

图五:DHCP服务器日志
5.png
注:因为是虚拟机,所以这个DHCP服务器的系统时间有些问题

图六:DHCP客户机IP信息
6.png
可以看到客户端获取的IP地址是192.168.1.34;默认网关是192.168.1.10;DHCP服务器IP是192.168.1.240;租约时间是6个小时。

DHCP消息类型
1 DHCPDISCOVER
2 DHCPOFFER
3 DHCPREQUEST
4 DHCPDECLINE
5 DHCPACK
6 DHCPNACK
7 DHCPRELEASE
8 DHCPINFORM

精彩评论1

辉仔  NAP6技术团队  发表于 2016-5-8 21:27:55 来自手机  | 显示全部楼层
谢谢分享

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