图解DHCP租约过程

DHCP原理图示动态主机设置协议（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址给用户给内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

目录[隐藏]dhcp结构[1]DHCP 是Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机配置协议)缩写，它的前身是BOOTP。

BOOTP 原本是用于无磁盘主机连接的网络上面的：网络主机使用BOOT ROM 而不是磁盘起动并连接上网络，BOOTP 则可以自动地为那些主机设定TCP/IP 环境。

但BOOTP 有一个缺点：您在设定前须事先获得客户端的硬件地址，而且，与IP 的对应是静态的。

换而言之，BOOTP 非常缺乏"动态性" ，若在有限的IP 资源环境中，BOOTP 的一对一对应会造成非常可观的浪费。

DHCP 可以说是BOOTP 的增强版本，它分为两个部份：一个是服务器端，而另一个是客户端。

所有的IP 网络设定数据都由DHCP 服务器集中管理，并负责处理客户端的DHCP 要求；而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境数据。

比较起BOOTP ，DHCP 透过"租约" 的概念，有效且动态的分配客户端的TCP/IP 设定，而且，作为兼容考虑，DHCP 也完全照顾了BOOTP Client 的需求。

DHCP 的分配形式首先，必须至少有一台DHCP 工作在网络上面，它会监听网络的DHCP 请求，并与客户端磋商TCP/IP 的设定环境。

它提供三种IP 定位方式：地址分配方式Manual Allocation网络管理员为某些少数特定的Host绑定固定IP地址，且地址不会过期Automatic Allocation自动分配，其情形是：一旦DHCP 客户端第一次成功的从DHCP 服务器端租用到IP 地址之后，就永远使用这个地址。

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DHCP的租约和释放当DHCP客户端获取到一个IP地址后，并不代表可以永久使用这个地址，而是有一个使用期限，在DHCP中我们称之为租约期限，默认是自客户端成功获取之时算起，往后再推8天。

其实除了这个8天的时间外，在有效的租约期限内，其实还包含着两个时间点，第四天和第七天，也就是租约的一半和租约的7/8。

这三个时间点在DHCP 的Offer数据包中就有体现。

我们再来打个比方。

如果客户端在1月1日0时成功获取到一个IP地址，那么在DHCP 管理器上就可以看到这条租约信息，对应的租约截止日期就是1月9日0时。

当日期到默认租期的一半时，也就是第四天的时候。

客户端会向DHCP服务器发送一个DHCP Request 的数据包，目的是请求更新自己的租约。

如果DHCP服务器正常且相应了此请求，那么就会返回一个DHCP ACK的数据包，这表示比如续约成功。

比如1月5日时，客户端提出续约申请，当DHCP服务器正常相应后，这台客户端的IP过期时间将延至1月13日，因为他是在5号提出的申请，判断是否续期和过期是以DHCP服务器上时间为准。

我将租期计算的用画图的形式展现出来，如果第一次没有续约成功，到了租期的7/8时，还会重复一次申请续约的过程。

如果成功，新的租期自然是在申请日期的基础上加8天，以此类推。

DHCP客户端获取到一个IP，只要是续约的时候都顺利，那么它会一直使用这个IP地址，除非这个IP被排除或者被保留等。

如果在1/2租期申请更新，但没有得到DHCP的响应，怎么办？比如这个IP被从作用域中移除，那么DHCP服务器会返回给客户端一个DHCP NACK的数据包。

客户端收到这个数据包后会发送Discover的包查询，如果还是没得到回复，它就会继续使用原有的IP地址，当到7/8租期时间时就会再次申请租约更新。

DHCP租期的工作原理DHCP（动态主机配置协议）是一种网络协议，它允许网络管理员自动分配IP地址和其他网络配置参数给网络上的设备。

其中一个关键概念是DHCP租期，它决定了设备可以使用分配的IP地址和其他配置参数的时间。

DHCP租期的工作原理如下：1. DHCP发现：当设备加入一个网络时，它会发送一个DHCP发现消息，广播到网络上的所有DHCP服务器。

该消息包含设备的MAC地址和其他标识信息。

2. DHCP提供：DHCP服务器收到发现消息后，会向设备发送一个DHCP提供消息。

该消息包含一个可用的IP地址和其他配置参数，如子网掩码、默认网关、DNS服务器等。

3. DHCP请求：设备收到DHCP提供消息后，可以选择接受其中的IP地址和配置参数。

如果设备接受了提供的IP地址，它会发送一个DHCP请求消息给DHCP服务器。

4. DHCP确认：DHCP服务器收到设备的请求消息后，会发送一个DHCP确认消息给设备。

该消息确认了设备所请求的IP地址和其他配置参数，并告知设备可以使用这些配置。

5. 租期续约：在DHCP租期内，设备可以继续使用分配的IP地址和配置参数。

在租期即将到期之前，设备会尝试与DHCP服务器进行续约，以延长租期。

6. 租期释放：如果设备不再需要分配的IP地址或者离开了网络，它可以发送一个DHCP释放消息给DHCP服务器，以释放已分配的资源。

DHCP租期的工作原理允许网络管理员更加灵活地管理IP地址和其他配置参数的分配。

通过动态分配IP地址，网络中的设备可以自动获取可用的IP地址，而无需手动配置。

租期的存在可以确保IP地址资源得到合理利用，同时也提供了一种机制，使得网络管理员能够对设备进行更精细的管理和控制。

在实际应用中，DHCP租期的长度可以根据具体需求进行配置。

较短的租期可以使IP地址更快地回收和重新分配，适用于大量设备频繁加入和离开网络的场景。

较长的租期则可以减少DHCP交互的频率，适用于设备连接稳定且长时间在线的情况。

一、实验目的通过本次实验，让读者了解DHCP服务器及客户端的配置过程，理解LAN网络的连网过程，从而加深对计算机网络课程这部分章节的理解。

二、实验所需的设备两台已连成局域网的计算机，一台作DHCP服务器，另外一台作DHCP的客户机。

三、实验要求建立一个DHCP服务器。

要求：1）域的地址范围：192.168.1.25——192.168.1.200，且去除其中192.168.1.100——192.168.1.130和192.168.1.150——192.168.1.1602）把某一个DHCP客户机的绑定成一个固定的IP地址：192.168.1.188DHCP服务器的IP地址手工设置，网络中的其它DHCP客户机的IP地址采用自动获取方式。

四、实验原理第一步：客户机请求IP租约客户机广播一个DHCPdiscover包请求IP地址，DHCPdiscover包的原地址是0.0.0.0（因为这个时候还没有IP）目标地址255.255.255.255（不知道那台机DHCP服务器，所以广播）MAC地址是自己的。

第二步：服务器响应当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址的信息时，就在自己的IP地址库中查找是否有合法的IP地址提供给客户机，如果有，就将此IP地址做上标记，广播一个DHCPpoffer包，DHCPpoffer包中包含：1，DHCP客户机的MAC地址，用来正确标识客户机。

2，DHCP服务器提供的合法IP地址，子网掩码3，租约期限。

4，服务器标识第三步：客户机选择IP地址客户机接收到第一个DHCPpoffer包中选择IP，并将DHCPrequest包广播到所有DHCP服务器（因为可能一个环境中有多台DHCP服务器）表明它接受提供的内容。

第四步：服务器确认IP租约DHCP租约过程中第四步也是最后一步为服务器确认IP地址租约，也称为DHCPACK/DHCPNAK.DHCP服务器的配置DHCP服务器的要求1，DHCP服务器要求在windows server 2003 的计算机上运行，（当然也可以在windows 2000或NT得计算机上运行，但本文主要介绍的是在windows server 2003 上运行的配置）2，DHCP服务器要有一个静态的IP地址、子网掩码和其他的TCP/IP信息3，要安装DHCP服务4，使用活动目录服务必须授权DHCP服务器5，建立作用域并激活。

DHCP超详细操作步骤目录一.DHCP概念1.使用DHCP的好处2.DHCP的分配方式3.DHCP的租约过程(1)客户机请求IP地址(2)服务器响应(3)客户机选择IP地址(4)服务器确定租约(5)重新登录二.使用DHCP动态配置主机地址1.DHCP服务的优点2.可分配的地址信息主要包括3.配置DHCP服务器1.在xshall中2.在centos虚拟机中3.在windows虚拟机中4.在centos虚拟机中5.在windows虚拟机中6.在ensp模拟器中7.在centos虚拟机中一.DHCP概念DHCP——动态主机配置协议1.使用DHCP的好处•减少管理员的工作量•避免输入错误的可能•避免IP地址冲突•当更改IP地址段时，不需要重新配置每个用户的IP地址•提高了IP地址的利用率•方便客户端的配置2.DHCP的分配方式•自动分配：分配到一个IP地址后永久使用•手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址•动态分配：使用完后释放该IP，供其他客户机使用3.DHCP的租约过程(1)客户机请求IP地址•当一个DHCP客户机启动时，客户机还没有IP地址，所以客户机要通过DHCP获取一个合法的地址•此时DHCP客户机要以广播方式发送DHCP Discover 发现信息来寻找DHCP服务器(2)服务器响应•DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，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服务器将此IP地址做上标记，加入到DHCP offer的消息中，然后广播一则DHCP offer消息(3)客户机选择IP地址•DHCP客户机从接收到的第一个DHCP offer消息中提取IP地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能再分配给另一个DHCP客户机(4)服务器确定租约•DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客户机广播成功确认，该消息包含有IP地址的有效租约和其他可配置的信息•当客户机收到DHCP ACK消息时，配置IP地址，完成TCP/IP 的初始化(5)重新登录•DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要再发送DHCPDiscover信息，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP Request请求信息二.使用DHCP动态配置主机地址1.DHCP服务的优点•为大量客户机自动分配地址，提供集中管理•减轻管理和维护成本，提高网络配置效率2.可分配的地址信息主要包括•网卡的IP地址，子网掩码•对应的网络地址，广播地址•默认网关地址•DNS服务器地址3.配置DHCP服务器1.在xshall中2.在centos虚拟机中[root@localhost dhcp]# vim/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33[root@localhost dhcp]# systemctlrestart dhcpd //修改完配置文件之后一定要重启一下服务3.在windows虚拟机中win+R键输入cmd4.在centos虚拟机中[root@localhost dhcp]# systemctlrestart dhcpd5.在windows虚拟机中6.在ensp模拟器中右击选择设置1.二层交换机2.<Huawei>u t m: Current terminal monitor is off.4.<Huawei>sys5.Enter system view, return user view with Ctrl+Z.6.[Huawei]vlan batch 10 20 100: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.8.[Huawei]int e0/0/19.[Huawei-Ethernet0/0/1]port link-type access10.[Huawei-Ethernet0/0/1]port default vlan 1011.[Huawei-Ethernet0/0/1]int e0/0/212.[Huawei-Ethernet0/0/2]port link-type access13.[Huawei-Ethernet0/0/2]port default vlan 2014.[Huawei-Ethernet0/0/2]int e0/0/315.[Huawei-Ethernet0/0/3]port link-type access16.[Huawei-Ethernet0/0/3]port default vlan 10017.[Huawei-Ethernet0/0/3]int e0/0/418.[Huawei-Ethernet0/0/4]port link-type trunk19.[Huawei-Ethernet0/0/4]port trunk allow-pass vlan all1.三层交换机2.<Huawei>u t m: Current terminal monitor is off.4.<Huawei>sys5.Enter system view, return user view with Ctrl+Z.6.[Huawei]dhcp enable: The operation may take a few seconds. Please waitfor a moment.done.8.[Huawei]vlan batch 10 20 100: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.10.[Huawei]int g0/0/111.[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk12.[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all13.[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]int vlan 1014.[Huawei-Vlanif10]ip address 192.168.10.1 2415.[Huawei-Vlanif10]dhcp select relay16.[Huawei-Vlanif10]dhcp relay server-ip 192.168.100.10017.[Huawei-Vlanif10]int vlan 2018.[Huawei-Vlanif20]ip address 192.168.20.1 2419.[Huawei-Vlanif20]dhcp select relay20.[Huawei-Vlanif20]dhcp relay server-ip 192.168.100.10021.[Huawei-Vlanif20]int vlan 10022.[Huawei-Vlanif100]ip address 192.168.100.1 24 //这里的IP地址要设成与你在配置文件中的网关地址一致23.[Huawei-Vlanif100]dhcp select relay24.[Huawei-Vlanif100]dhcp relay server-ip 192.168.100.1007.在centos虚拟机中[root@localhost ~]# vim/etc/dhcp/dhcpd.conf[root@localhost dhcp]# systemctlrestart dhcpd 此时选择dhcp方式。