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）。因為客戶機還不知道自己屬於哪一個網絡，所以封包的源地址為0.0.0.0，目標地址為255.255.255.255，然後再附上DHCP discover的信息，向網絡進行廣播。

DHCP discover的等待時間預設為1秒，也就是當客戶機將第一個DHCPdiscover封包送出去之後，在1秒之內沒有得到回應的話，就會進行第二次DHCP discover廣播。若一直沒有得到回應，客戶機會將這一廣播包重新發送四次（以2，4，8，16秒為間隔，加上1-1000毫秒之間隨機長度的時間）。如果都沒有得到DHCP Server的回應，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地址為DHCP Server的IP地址，目標地址為255.255.255.255。同時，DHCP Server為此客戶保留它提供的IP地址，從而不會為其他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DHCPREQUEST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為源IP地址，255.255.255.255為目標地址進行廣播。

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解析請求以執行沖突檢測，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服務器管理控制臺中，會顯示此IP地址為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。

二、DHCP客戶機租期續約：

客戶機會在租期過去50%的時候，直接向為其提供IP地址的DHCP Server發送DHCPREQUEST消息包。如果客戶機接收到該服務器回應的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復，則客戶機繼續使用現有的IP地址，因為當前租期還有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%的時候再次向為其提供IP地址的DHCP聯系。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。

DHCP工作原理