DHCP是什么

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），中文名為“動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議”，是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，被廣泛用來給主機(jī)動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，如IP地址、地址租期、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)以及DNS服務(wù)器等

發(fā)布時(shí)間：2022-11-11
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我想評(píng)論

1 背景

在DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）技術(shù)出現(xiàn)之前，網(wǎng)絡(luò)管理員需要手動(dòng)配置主機(jī)的IP地址，將硬件地址與IP進(jìn)行靜態(tài)綁定。手工配置的方式適用于靜態(tài)的環(huán)境，此外，靜態(tài)的一對(duì)一地址綁定會(huì)造成IP地址的浪費(fèi)。

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的提高，如在無線網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下，接入的網(wǎng)絡(luò)終端頻繁變更，接入的終端數(shù)量超過可分配的IP地址。這樣原有適用于靜態(tài)環(huán)境的手工配置方式已經(jīng)難以滿足實(shí)際需求。如果都進(jìn)行手工配置，在有限的IP資源環(huán)境中，會(huì)造成IP地址資源緊張，而且工作量也很大，很容易出錯(cuò)。為此，IETF（Internet Engineering Task Force，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）設(shè)計(jì)了一個(gè)新協(xié)議，即動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP。DHCP通過“租約”的概念，有效且動(dòng)態(tài)地分配客戶端上網(wǎng)所需的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

2 DHCP概述

DHCP是一個(gè)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，被廣泛用來動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，如IP地址、地址租期、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)以及DNS服務(wù)器等。

DHCP采用客戶端/服務(wù)器工作模式，在客戶端UDP端口號(hào)為68，服務(wù)器端UDP端口號(hào)為67。DHCP客戶端通過發(fā)送請(qǐng)求消息向DHCP服務(wù)器獲取IP地址和其他配置信息。DHCP服務(wù)器負(fù)責(zé)處理客戶端的DHCP請(qǐng)求，分配網(wǎng)絡(luò)資源，并集中管理所分配的IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)定數(shù)據(jù)。客戶端則會(huì)使用由服務(wù)器分配的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

3 DHCP工作原理

圖3-1 DHCP租約過程

DHCP客戶端通過發(fā)送請(qǐng)求向DHCP服務(wù)器獲取IP地址和其他配置信息。DHCP服務(wù)器負(fù)責(zé)處理客戶端的DHCP請(qǐng)求，以“租約”的形式動(dòng)態(tài)分配IP地址和其他網(wǎng)絡(luò)資源。如圖3-1所示，具體的DHCP租約過程如下：

(1) DHCP客戶端發(fā)送DISCOVER廣播包在網(wǎng)絡(luò)上尋找可用的DHCP服務(wù)器。

(2) 在DHCP服務(wù)器中有地址池，為DHCP服務(wù)器可分配給用戶的地址集合，所有分配給用戶的地址都從管理員配置的地址池中取出。所有接收到客戶端DISCOVER數(shù)據(jù)包的DHCP服務(wù)器均會(huì)給出響應(yīng)，從地址池中挑選一個(gè)尚未分配的IP地址，向DHCP客戶端單播/廣播回應(yīng)OFFER數(shù)據(jù)包（依據(jù)DISCOVER報(bào)文中flags字段決定是單播回應(yīng)還是廣播回應(yīng)）。OFFER數(shù)據(jù)包中包含IP地址、地址租期以及域名信息等。

(3) DHCP客戶端可以接收到多個(gè)DHCP服務(wù)器的OFFER報(bào)文，但客戶端通常只處理接收到的第一個(gè)OFFER報(bào)文，然后發(fā)送REQUEST廣播包。DHCP客戶端發(fā)送REQUEST采用廣播包，是為了通知其它所有發(fā)送OFFER數(shù)據(jù)包的DHCP服務(wù)器釋放已經(jīng)預(yù)分配給該客戶端的IP地址。

客戶端在發(fā)送的REQUEST數(shù)據(jù)包中會(huì)加入選中的DHCP服務(wù)器IP地址和需要的IP地址，正式向服務(wù)器請(qǐng)求分配已提供的IP地址。

(4) DHCP服務(wù)器收到REQUEST報(bào)文后，判斷數(shù)據(jù)包中服務(wù)器的IP地址是否與自己的地址相同。如果不相同，則丟棄數(shù)據(jù)包；如果相同，DHCP服務(wù)器就會(huì)處理REQUEST報(bào)文并向DHCP客戶端響應(yīng)一個(gè)ACK確認(rèn)報(bào)文，同樣依據(jù)REQUEST報(bào)文中flags字段決定是單播回應(yīng)還是廣播回應(yīng)。至此，客戶端可獲得一個(gè)IP地址。

需要注意的是，當(dāng)DHCP客戶端接收到ACK確認(rèn)報(bào)文時(shí)，所分配到的IP地址不能立即使用。客戶端需要進(jìn)行地址沖突檢測(cè)，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)上是否有其他主機(jī)使用DHCP服務(wù)器分配給它的IP地址。如果不沖突，DHCP客戶端才使用此地址。如果客戶端發(fā)現(xiàn)IP地址發(fā)生沖突，會(huì)通知服務(wù)器，并重新向服務(wù)器申請(qǐng)IP地址。

4 DHCP服務(wù)器的作用

在網(wǎng)絡(luò)通信中，每臺(tái)設(shè)備必須有各自的IP地址。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，IP地址資源越來越緊張。DHCP服務(wù)器以地址租用的形式從地址池里分配一個(gè)IP地址給上網(wǎng)的用戶。當(dāng)租約到期或者設(shè)備下線時(shí)，DHCP服務(wù)器可能就會(huì)回收這個(gè)地址分配給之后上線的其他用戶。這樣就可以有效節(jié)約IP地址，提高IP地址的使用率，緩解IP地址資源緊張的問題。此外，DHCP服務(wù)器保證分配出去的IP地址在同一時(shí)刻只能由一臺(tái)DHCP客戶機(jī)所使用，避免地址沖突。

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，應(yīng)用DHCP服務(wù)器，可以帶來以下益處：

●降低網(wǎng)絡(luò)接入成本。采用靜態(tài)地址分配的方式需要考慮主機(jī)所處的物理位置，人力成本較大，應(yīng)用DHCP的方式只需要在服務(wù)器上進(jìn)行統(tǒng)一配置，降低了網(wǎng)絡(luò)的接入成本。

●簡(jiǎn)化配置任務(wù)，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。采用動(dòng)態(tài)地址分配，簡(jiǎn)化了設(shè)備配置。在沒有專業(yè)技術(shù)人員部署設(shè)備的業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，降低了部署的成本。

●集中化管理。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置管理時(shí)，有任何配置參數(shù)的變動(dòng)，只需要修改和更新DHCP服務(wù)器的配置即可。

5 結(jié)論

DHCP，即動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議。顧名思義，它是用于給局域網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，包括IP地址及其他網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。DHCP通過地址租用的形式，提高了IP地址的使用率，有效緩解了日漸緊張的IP地址資源。此外，采用DHCP服務(wù)器，可降低網(wǎng)絡(luò)接入成本，簡(jiǎn)化配置任務(wù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)集中化的管理。隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，上網(wǎng)的用戶越來越多，接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備也快速增長(zhǎng)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度也在不斷增加，DHCP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)愈加明顯。

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