网络协议-DHCP协议

一、什么是 DHCP？

    DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种应用层网络协议，用于在局域网中自动为客户端设备分配 IP 地址及相关网络配置参数，无需用户手动设置。它基于 UDP 协议工作（服务器端口 67，客户端端口 68），是现代 TCP/IP 网络中实现“即插即用”联网的关键技术。

二、DHCP 的核心作用

• 自动分配 IP 地址

• 避免手动配置错误和地址冲突。

• 集中管理网络参数

• 统一配置网关、DNS、域名等信息。

• 高效利用 IP 资源

• 通过“租约”机制回收不再使用的 IP 地址。

• 简化设备接入

• 新设备（如手机、笔记本）接入网络后可立即通信。

三、DHCP 工作流程（DORA 四步交互）

DHCP 使用 广播 + 单播 相结合的方式完成地址分配：

1. Discover（发现）

• 客户端启动后，发送 广播 报文 DHCP Discover（源 IP: 0.0.0.0，目标 IP: 255.255.255.255）

• 目的：寻找网络中的 DHCP 服务器

2. Offer（提供）

• DHCP 服务器收到 Discover 后，从地址池中选择一个可用 IP

• 发送 单播或广播 的 DHCP Offer 报文，包含：IP 地址，子网掩码，租期，其他可选参数（如网关、DNS）

说明：可能有多个服务器响应，客户端通常选择第一个收到的 Offer

3. Request（请求）

• 客户端广播 DHCP Request，声明接受某个服务器的 Offer

• 同时通知其他服务器：“我不需要你们的 IP 了”

4. Acknowledge（确认）

• 被选中的服务器回复 DHCP ACK

• 正式确认 IP 分配，客户端开始使用该 IP

• 若 IP 冲突或不可用，则回复 DHCP NAK（否定应答）

总结：此过程称为 DORA（Discover → Offer → Request → Ack）

# dhcp enable（开启DHCP服务）#vlan 10（创建用户VLAN）#dhcp server ip-pool 1（配置DHCP地址池） gateway-list 192.168.1.254（网关地址） network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0（子网网段） expired day 10 hour 12（租期）#interface Vlan-interface10（创建SVI接口，配置网关地址） ip address 192.168.1.254 255.255.255.0#interface GigabitEthernet1/0/1（配置连接用户PC机接口） port link-mode bridge port access vlan 10 combo enable copper#

1. DHCP Discover（发现）

• 客户端广播发送 Discover，寻找 DHCP 服务器

• 源 IP：0.0.0.0（未分配 IP）

• 目标 IP：255.255.255.255（广播地址）

说明：客户端正在尝试获取网络配置，多次重复发送 Discover，可能是重传机制（超时未收到响应）

注释：

网络层（Internet Protocol）

• 源 IP：0.0.0.0 → 客户端尚未获得 IP

• 目标 IP：255.255.255.255 → 广播地址

• 协议：UDP

传输层（User Datagram Protocol）

• 源端口：bootpc (68) → DHCP 客户端端口

• 目的端口：bootps (67) → DHCP 服务器端口

• 长度：308 字节

• 校验和：0x36bf（验证已禁用）

应用层（Bootstrap Protocol - BOOTP）

• 消息类型：Boot Request (1) → 表示是客户端请求

• 硬件类型：Ethernet（以太网）

• 硬件地址长度：6 字节（MAC 地址）

• 跳数（Hops）：0 → 未经过中继

• 事务 ID（Transaction ID）：0xd4ab3f1c → 标识本次 DHCP 会话

• 经过时间（Seconds elapsed）：0 → 刚发起请求

• BOOTP 标志：0x8000 → 广播标志位被置位（即广播报文）

• 客户端 IP 地址：0.0.0.0 → 无有效 IP

• 你的（客户端）IP 地址：0.0.0.0 → 尚未分配

• 下一跳服务器 IP：0.0.0.0 → 未知

• 中继代理 IP：0.0.0.0 → 无中继

• 客户端 MAC 地址：8e:4b:1a:a5:06:06

• DHCP 选项（Options）

• Option 53 (t=53,l=1) 内容：DHCPMessageType = DHCP Discover描述：表明这是 DHCP 发现报文（Discover），用于查找服务器

• Option 55 (t=55,l=12) 内容：Parameter Request List 描述：客户端请求以下参数：子网掩码，默认网关，DNS 服务器，域名，租期等（共 12 个）

• Option 57 (t=57,l=2) 内容：Maximum DHCP Message Size = 1152描述：客户端支持的最大 DHCP 报文大小为 1152 字节

• Option 60 (t=60,l=8) 内容：Vendor Class Identifier = "H3C. H3c"描述：客户端设备厂商标识，表明是 H3C 设备（如交换机、路由器）

• Option 61 (t=61,l=23) 内容：Client Identifier 描述：客户端唯一标识符（通常为 MAC 地址）

2. DHCP Offer（提供）

• 源 IP：192.168.1.254 → 这是 DHCP 服务器的 IP 地址

• 目标 IP：255.255.255.255（广播）

说明：服务器已响应客户端请求，提供了 IP 配置，服务器向客户端提供一个可用 IP 地址。

注释：

网络层（Internet Protocol）

• 源 IP：192.168.1.254 → DHCP 服务器地址

• 目标 IP：255.255.255.255 → 广播地址

• 协议：UDP (17)

传输层（User Datagram Protocol）

• 源端口：bootps (67) → DHCP 服务器端口

• 目的端口：bootpc (68) → DHCP 客户端端口

• 长度：308 字节

• 校验和：0x4ec2（验证已禁用）

应用层（Bootstrap Protocol - BOOTP）

• 消息类型：Boot Reply (2) → 表示是服务器响应

• 硬件类型：Ethernet（以太网）

• 硬件地址长度：6 字节

• 跳数（Hops）：0 → 未经过中继

• 事务 ID（Transaction ID）：0xd4ab3f1c → 与客户端请求一致，表示是对应回复

• 经过时间（Seconds elapsed）：0 → 快速响应

• BOOTP 标志：0x8000 → 广播标志位被置位（即广播发送）

• 客户端 IP 地址：0.0.0.0 → 客户端尚未分配 IP

• 你的（客户端）IP 地址：192.168.1.1 → 服务器提供的 IP 地址

• 下一跳服务器 IP：0.0.0.0

• 中继代理 IP：0.0.0.0

• 客户端 MAC 地址：8e:4b:1a:a5:06:06 → 与之前 Discover 报文一致

• DHCP 选项（Options）

• Option 53 (t=53,l=1) 内容：DHCP Message Type = DHCP Offer描述：这是一条 DHCP 提供报文（Offer），表示服务器愿意分配 IP

• Option54(t=54,l=4) 内容：DHCPServerIdentifier = 192.168.1.254 描述：提供服务的 DHCP 服务器 IP 地址

• Option 51 (t=51,l=4) 内容：IP Address Lease Time = 10 days, 12 hours 描述：租期为 10 天 12 小时，客户端需在此时间内续租

• Option 58 (t=58,l=4) 内容：Renewal Time Value = 5 days, 6 hours时间点：租期过半时尝试续租（5天6小时后）

• Option 59 (t=59,l=4) 内容：Rebinding Time Value = 9 days, 4 hours, 30 minutes 描述：时间点：租期 87.5% 时广播续租（9天4小时30分钟后）

• Option 1 (t=1,l=4) 内容：Subnet Mask = 255.255.255.0描述：子网掩码为 /24

• Option 3 (t=3,l=4) 内容：Router = 192.168.1.254 描述：默认网关为 192.168.1.254（与服务器 IP 相同）    

3. DHCP Request（请求）

• 客户端再次广播 Request，表示接受该 Offer

• 交易 ID 与 Offer 一致，确认选择该服务器

注释：

网络层（Internet Protocol）

• 源 IP：0.0.0.0 → 客户端尚未获得有效 IP

• 目标 IP：255.255.255.255 → 广播地址

• 协议：UDP (17)

传输层（User Datagram Protocol）

• 源端口：bootpc (68) → DHCP 客户端端口

• 目的端口：bootps (67) → DHCP 服务器端口

• 长度：317 字节

• 校验和：0xdbc0（验证已禁用）

应用层（Bootstrap Protocol - BOOTP）

• 消息类型：Boot Request (1) → 表示是客户端请求

• 硬件类型：Ethernet（以太网）

• 硬件地址长度：6 字节

• 跳数（Hops）：0 → 未经过中继

• 事务 ID（Transaction ID）：0xd4ab3f1c → 与之前 Offer 报文一致，表示是对应响应

• 经过时间（Seconds elapsed）：0 → 刚发起请求

• BOOTP 标志：0x8000 → 广播标志位被置位（即广播发送）

• 客户端 IP 地址：0.0.0.0 → 无有效 IP

• 你的（客户端）IP 地址：0.0.0.0 → 尚未分配

• 下一跳服务器 IP：0.0.0.0

• 中继代理 IP：0.0.0.0

• 客户端 MAC 地址：8e:4b:1a:a5:06:06

• DHCP 选项（Options）

• Option 53 (t=53,l=1) 内容：DHCPMessageType = DHCP Request描述：这是一条 DHCP 请求报文（Request），表示客户端接受某个 Offer

• Option 54 (t=54,l=4) 内容：DHCP Server Identifier = 192.168.1.254 描述：客户端明确请求来自 192.168.1.254 的服务器提供的 IP

• Option 50 (t=50,l=4) 内容：Requested IP Address = 192.168.1.1描述：客户端请求的具体 IP 地址为 192.168.1.1

• Option 55 (t=55,l=12) 内容：Parameter Request List 描述：客户端请求以下参数：子网掩码，默认网关，DNS 服务器，域名等（共 12 个）

• Option 57 (t=57,l=2) 内容：Maximum DHCP Message Size = 1152 描述：客户端支持的最大 DHCP 报文大小为 1152 字节

• Option 60 (t=60,l=8) 内容：Vendor Class Identifier = "H3C. H3c" 描述：客户端设备厂商标识，表明是 H3C 设备（如交换机、路由器）

• Option 61 (t=61,l=23) 内容：Client Identifier 描述：客户端唯一标识符（通常为 MAC 地址）

4. DHCP ACK（确认）

• 服务器回复 ACK，正式确认 IP 分配成功

• 客户端可以使用该 IP 地址进行通信

注释：

网络层（Internet Protocol）

• 源 IP：192.168.1.254 → DHCP 服务器地址

• 目标 IP：255.255.255.255 → 广播地址

• 协议：UDP (17)

传输层（User Datagram Protocol）

• 源端口：bootps (67) → DHCP 服务器端口

• 目的端口：bootpc (68) → DHCP 客户端端口

• 长度：308 字节

• 校验和：0x4bc2（验证已禁用）

应用层（Bootstrap Protocol - BOOTP）

• 消息类型：Boot Reply (2) → 表示是服务器响应

• 硬件类型：Ethernet（以太网）

• 硬件地址长度：6 字节

• 跳数（Hops）：0 → 未经过中继

• 事务 ID（Transaction ID）：0xd4ab3f1c → 与客户端 Request 报文一致，表示是对应回复

• 经过时间（Seconds elapsed）：0 → 快速响应

• BOOTP 标志：0x8000 → 广播标志位被置位（即广播发送）

• 客户端 IP 地址：0.0.0.0 → 客户端尚未分配 IP

• 你的（客户端）IP 地址：192.168.1.1 → 服务器正式分配的 IP 地址

• 下一跳服务器 IP：0.0.0.0

• 中继代理 IP：0.0.0.0

• 客户端 MAC 地址：8e:4b:1a:a5:06:06 → 与之前请求一致

• DHCP 选项（Options）

• Option 53 (t=53,l=1) 内容：DHCP Message Type = DHCP ACK描述：这是一条 DHCP 确认报文（ACK），表示服务器同意分配 IP

• Option 54 (t=54,l=4) 内容：DHCP Server Identifier = 192.168.1.254描述：提供服务的 DHCP 服务器 IP 地址

• Option 51 (t=51,l=4) 内容：IP Address Lease Time = 10 days, 12 hours 描述：租期为 10 天 12 小时，客户端需在此时间内续租

• Option 58 (t=58,l=4) 内容：Renewal Time Value = 5 days, 6 hours描述：时间点：租期过半时尝试续租（5天6小时后）

• Option 59 (t=59,l=4) 内容：Rebinding Time Value = 9 days, 4 hours, 30 minutes描述：时间点：租期 87.5% 时广播续租（9天4小时30分钟后）

• Option 1 (t=1,l=4) 内容：Subnet Mask = 255.255.255.0 描述：子网掩码为 /24

• Option 3 (t=3,l=4) 内容：Router = 192.168.1.254 描述：默认网关为 192.168.1.254（与服务器 IP 相同）