dhcp的作用是什么（dhcp的工作原理）

dhcp的作用是什么？DHCP是一种动态主机设置协议，是一种局域网协议，与UDP协议一起工作。主要有两种用途：供内部网或网络服务提供商自动分配IP地址；对于用户来说，内部网管理员被用作集中管理所有计算机的一种手段。

DHCP具有以下功能：

1、确保任何IP地址一次只能由一个DHCP客户端使用。

2、DHCP应该能够为用户分配永久和固定的IP地址。

3、DHCP应该能够与通过其他方法获得IP地址的主机共存(如手动配置IP地址的主机)。

4、DHCP服务器应为现有BOOTP客户端提供服务。

dhcp dhcp的工作原理是动态主机配置协议，是一种局域网协议。它与UDP协议一起工作，有两个主要目的：自动为内部网络或网络服务提供商分配IP地址，并为用户或内部网络管理员提供一种集中管理所有计算机的方法，这在RFC 2131中有详细描述。DHCP有三个端口，其中UDP67和UDP68是正常的DHCP服务端口，分别作为DHCP服务器和DHCP客户端。端口546用于DHCPv6客户端，但不用于DHCPv4。它用于DHCP故障转移，这是一种需要专门启动的服务。DHCP故障转移用于“热备用”。

边肖工作的单位有大量用户，公网ip地址数量有限。显然，手动分配ip地址的方案肯定是不可行的。因为dhcp不会担心ip地址重复，不用担心用户因为配置不正确而无法上网的问题。更重要的是，dhcp可以从上到下有一个合理的规划，不会导致ip地址段的混乱。综上所述，在校园网中部署dhcp服务器是很有必要的。

在部署dhcp服务器之前，你需要了解dhcp的工作原理。下面小编简单说说dhcp工作原理的解读。Dhcp基于C/S(服务器客户端)模式，客户端使用UDP 68，服务器使用UDP 67。DHCP需要掌握几个基本概念。

1、dhcp客户端：通过dhcp协议请求IP地址的客户端。DHCP客户端是一个接口级的概念。如果主机有多个以太网接口，主机上的每个接口都可以配置为DHCP客户端。

2、 DHCP服务器：DHCP服务器，负责为DHCP客户端提供IP地址，并管理分配的IP地址。

3、 DHCP relay: DHCP relay，实现DHCP客户端跨网段申请IP地址时DHCP报文的转发功能。

dhcp的工作过程如下图所示：

1、当客户端接入网络时，即dhcp-client启用后，客户端会发送dhcp discover广播消息来发现局域网中的dhcp服务器。所以第一阶段是dhcp发现阶段，主要是指在局域网内找到dhcp服务器。

2、在局域网中，dhcp服务器收到第一阶段发送的报文后，仍然根据其地址池中剩余的ip地址，通过广播的方式为客户端分配一个ip地址。分布式dhcp offer消息还包含一些其他字段，如dns地址、网关、掩码等。如果在此阶段有多个dhcp服务器，多个dhcp offer消息仍将被发送到客户端。

3、客户端根据收到的第一个Offer消息确定哪个服务器提供DHCP地址(如果有多个响应，则以第一个为准)，然后根据这个Offer提供的地址信息发送request消息Request。

(1)当客户端初始化时，它发送广播DHCP请求消息以响应服务器的DHCP提供消息。

(2)客户端初始重启后，发送DHCP广播的DCHP请求消息，确认之前分配的IP地址等配置信息。

(3)当客户端知道它被绑定到一个IP地址时，它发送一个单播DHCP请求消息来延长该IP地址的租期。

4、服务器收到请求消息后，确认地址池中的这个地址没有被分配。如果没有分配，会回复ACK消息，如果分配了，会回复DHCP-NAK消息告诉客户端地址已经分配了。

5、当客户端收到服务器分配的地址时，会向该广播域发送免费ARP的请求。如果没有人响应这个请求，客户端将正式使用这个地址。如果有人响应，它将返回DHCP-Decline消息，要求服务器再次获取地址。

6、当客户端的IP租期到一半时，会通过单播发送DHCP-Request消息，请求服务器更新租期。收到IP地址后，如果服务器可以继续使用IP地址，它将对客户端DHCP-ACK做出响应，如果不能继续分配IP地址，它将对客户端DHCP-NAK做出响应。此时客户端会要求服务器在租期的75%再次续约，如果IP地址可用就回复ACK，否则回复NAK。

7、如果客户端重新启动，它将自动向DHCP服务器发送DHCPREQUEST广播，请求继续租用它使用的IP地址。如果服务器收到此消息并确认客户端可以使用该地址，它将回复DHCP ACK确认消息。如果不能再分配IP地址，它将返回DHCP NCK拒绝消息。收到此消息后，客户端必须重新发送DHCP发现消息以获取新地址。如果没有响应，请尝试与网关通信。如果通信正常，租期未满，可以继续使用，但如果无法与网关通信，会获取169.254.0.1到169.254.255.254之间的IP地址，然后每5分钟尝试更新一次租约。

8、当客户端获得IP地址后，发送DHCP INFORM消息以获得其他网络配置信息，如网关和DNS服务器。

9、当客户端可以通过DHCP RELEASE报文主动释放服务器分配的地址时，服务器收到此报文后可以将此IP地址分配给其他客户端。

其实现的原理是，当重启机器或者设置IP地址时，主机会通过free ARP询问这个局域网内是否有相同的IP(这个ARP询问自己的IP地址看是否有人响应)，如果有人回复这个ARP请求，那么你会得到一个错误信息“以太网地址A: B: C: D: E: F发送重复的IP地址”。通常，没有回应，因为没有冲突。如果有人响应这个ARP请求，说明这个IP地址已经被使用，对方响应这个ARP响应，会通过操作系统显示提示，说这个IP地址有冲突问题。在目前的DHCP服务器中，也引入了这种机制。在将IP地址分配给客户端之前，它将发送Ping、ARP和其他机制来查看IP地址是否已经存在于局域网中。如果是这样，DHCP会将其他IP地址分配给发出请求的客户端。如果没有人响应，那么该IP地址将被客户端使用。所以很多情况下，当你看到设备的时候，并没有地址排除，有的IP地址已经在用了，但是服务器可以很好的给客户端分配无冲突的地址，不会造成地址冲突。

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