一、功能概述

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議），主要作用是集中的管理、分配IP地址，使網絡環境中的主機動態的獲得IP地址、Gateway地址、DNS服務器地址等信息，並能夠提升地址的使用率。

DHCP協議采用客戶端/服務器模型：當DHCP服務器接收到來自網絡主機申請地址的信息時，會向網絡主機發送相關的地址配置等信息，以實現網絡主機地址信息的動態配置。

二、工作原理

DHCP采用UDP作為傳輸協議，主機發送請求消息到DHCP服務器的67號端口，DHCP服務器回應應答消息給主機的68號端口。詳細的交互過程如下。

（1）DHCP Client以廣播的方式發出DHCP Discover報文。

1. （2）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。

   （3）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。

2. （4）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。

   （5）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。

3. （6）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。

4. （7）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地址使用租期自動啟動續延過程；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。

5. （8）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。

6. 三、實驗驗證：

7. 服務器和網絡設備（路由器、交換機）等配置了DHCP服務以後，一般都可以作為DHCP服務器使用。在本實驗中使用路由器來模擬，網絡拓撲如下圖所示：

8. 

9. 圖中路由器作為DHCP-Server，交換機為二層設備（PC1-6主機連接的交換機端口都在默認VLAN 1中）。
   

1、在DHCP-Server未完成配置前，PC1配置為DHCP獲取IP地址，顯示如下：

結果顯示“DHCP failed. APIPA is being used"，說明沒有成功獲取到IP地址（一般會顯示一個"169.254.0.0/16”網段的地址，說明沒有從DHCP服務器獲取到IP地址）。

2、在路由器上面配置DHCP相關信息：

（1）配置端口IP，如下圖：

（2）配置DHCP服務，如下圖：

3、此時在PC1上面，驗證IP地址獲取情況：

從上圖可以看到，PC1成功的獲取到了IP地址、網關、DNS-Server等配置信息。

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DHCP原理及實驗驗證