Introduction to Computer Networking学习笔记（二十九）：DHCP

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言归正传，固定的IP、子网掩码、网关、DNS有很大缺点。比如换到其他网络就没用了，并且权限是有期限的通常是以年为单位，这意味着到期jiu一个访客也需要分配一个一年期的配置之后进行回收。所以现代已经很少使用了，改而采用DHCP。从宏观上看，DHCP是如何实现的呢？当一台机器加入一个新的网络时，会有四次信息交换，最后还会有一个释放操作。具体来说，首先加入新网络的机器广播发送一条消息，discover（寻找）DHCP server并索要配置信息；网络中的DHCP server（可能不止一台）收到消息后会分配一个配置并offer（提供）client；client可能收到了好几个offer，从中选择一个，并对发送这个offer的DHCP server发送一个request（正式请求）；DHCP server收到之后发送一个ack（最终确认并生效）；这个配置租约快要到期时client会re-request，通常情况下会继续分配给你；如果机器要提前终止使用了，则release掉。如下图：

如上图可以看到存在一个问题，就是获取到配置之前，client并没有自己的IP地址，那么它如何与其它host通信呢？这是靠UDP协议实现的，源端口号设置为68，目的端口号设置为67，表示这是一条DHCP请求，目的IP填写为255.255.255.255表示广播。DHCP server收到请求后回复。又因为DHCP server与client并不一定在一条link的两端，为了避免这种情况不能直接收到回复，收到DHCP请求的路由或host会继续将信息广播到所有链路，这样最终DHCP server将收到请求。一旦client收到了自己的配置信息，则拥有并初始化自己的IP地址。

利用wireshark查看整个过程：第一个discover，可以看到，链路层目的地址为ff:ff:ff:ff:ff:ff，源地址为自身MAC，网络层目的地址为255.255.255.255，源地址为0.0.0.0，传输层协议类型为UDP，源端口号68，目的端口号67，应用层为Bootstrap Protocol；

接下来是offer，可以看到，offer的链路层目的地址已经是我的计算机的MAC，网络层目的IP已经是分配的IP，传输层依然为UDP，应用层为Bootstrap，点开详细内容可以看到提供的IP（与目的IP一致）、子网掩码、网关、DNS地址；

接下来是request，可以看到依然是一条广播，但是在应用层可以找到请求的配置，即它选择的配置；