dhcp協議詳解
定義：dhcp(dynamic host configuration protocol)動態主機配置協議，主要作用是為區域網內的主機自動分配ip位址。dchp工作在應用層，是bootp(bootscrap protocol)的一種擴充套件，使用udp協議進行運輸，udp67和udp68埠分別作為dhcpserver和dhcp client的服務埠。dhcp協議內容在rfc2131中定義，而dhcp options在rfc2132中定義。
dhcp的4次握手
測試方法：為了抓到dchp工作過程的包，在cmd中使用ipconfig/release命令釋放客戶端ip位址，接著使用ipconfig/renew重新通過dhcp自動獲得ip，使用wireshark抓到以下的包(如圖1)。
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圖1：dchp抓包結果
結合上圖可以知道dhcp的4次握手內容如下：
1、客戶端廣播乙個dhcpdiscover包，用來尋找dchp伺服器。
●源mac: 固有mac位址，源ip: 未分配，初始0.0.0.0
●目標mac:ff-ff-ff-ff-ff-ff，目標ip: 255.255.255.255
2、伺服器向傳送discover包的客戶端mac位址傳送offer，如圖2(可能有多個dhcp伺服器，但一般只處理最先收到的offer)。
●通過分析包資料，目標mac為客戶端mac，目標ip為將分配給客戶端的ip(由於此時客戶端還沒有獲得ip，因此，雖然ip不匹配也不會丟棄)。
●offer的內容中有將分配給客戶端的ip，其中的options提供了dhcp伺服器ip、租約時長、子網掩碼、路由ip、dns等內容。
3、客戶端收到offer後，廣播乙個request租約請求，內容中option包括客戶端mac、dhcp伺服器ip、伺服器提供的ip等內容。
●源mac: 固有mac位址，源ip: 仍然未分配，為0.0.0.0
●目標mac: ff-ff-ff-ff-ff-ff，目標ip:255.255.255.255
4、dchp伺服器確認request中的ip是否與發出的offer相同，若相同，則向客戶端傳送dhcpack確認資訊，dhcpack包與dhcpoffer包的內容幾乎完全一樣，除了option53：dhcp message type。客戶端收到dhcp ack後，通過arp廣播檢測租約中ip是否衝突，若無衝突，則使用該ip。(rfc2131提到另一種衝突解決方案，dhcp伺服器在發offer前，should ping一下租約ip，我的實驗中沒有抓到icmp包)
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圖2：dchp offer內容
對於以前接入過的客戶端
若原ip可用
測試方法：將dhcp客戶端網線插拔。
對於連線過的裝置，裝置記憶有以前分配過的ip，則無需前兩步，只進行客戶端請求租用原先ip和服務端確認租用這兩步，如圖3。
若原ip被占用
測試方法：電腦使用dhcp獲得ip後斷開網線，將手機ip設為靜態的電腦所獲ip，然後插上網線，抓包結果如圖4。
若原ip被占用，雖然收到dhcp伺服器ack確認報文，但仍被客戶端拒絕，重新進行4次握手的過程。這裡是客戶端拒絕租約而不是dhcp伺服器拒絕，如圖5所示，客戶端收到dhcp ack報文，會廣播針對租約ip的arp解析包，檢測到ip已被占用後，會廣播dhcp decline報文拒絕該租約，並在至少10秒後重新discover。
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圖3：接入過的裝置跳過dhcp握手前兩步
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圖4：客戶端拒絕dhcp ack
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圖5：客戶端decline的過程
dhcp客戶端釋放ip
測試方法：cmd中輸入ipconfig/release，或者將客戶端ip由dhcp改為靜態。
客戶端會向伺服器傳送dhcp release報文釋放掉現有ip，如圖6。
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圖6：客戶端釋放ip
附1：dhcp報文格式
dhcp options field
dhcp報文中的options欄位可以用來存放普通協議中沒有定義的控制資訊和引數。如果使用者在dhcp伺服器端配置了options欄位，dhcp客戶端在申請ip位址的時候，會通過伺服器端回應的dhcp報文獲得options欄位中的配置資訊。option的格式由type、length、value三部分組成。型別的取值範圍為1-255。
option 66：
通過option 66欄位攜帶tftp server的ip位址。從而使裝置可以從tftp server上**配置檔案，通過tftp server實現自動配置。
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圖6：frc2132中的關於option 66的定義
這種自動配置是如何實現的呢?首先要給dhcp伺服器設定option 66選項，當乙個新的裝置接入網路，它會傳送dhcpdiscover廣播尋找dhcp伺服器來獲得ip，這時dhcp伺服器的offer報文利用option 66給裝置提供tftp伺服器的位址，裝置通過訪問tftp伺服器獲得預設的配置。
option 66的值可以是tftp伺服器網域名稱或ip，需要注意的是option66的值通常不作為option 66出現在dhcp packet中，而是被移到dhcp包中的sname(伺服器主機名)中，而且網域名稱可能已經被解析成ip位址放於siaddr(伺服器ip位址)中。option 67指定了從option 66提供的伺服器**的檔名，通常被放在file(檔名)中。
還需要注意的是option 66欄位的value值使用ascii編碼，舉例：若tftp伺服器ip為10.10.10.1，則翻譯成16進製為31 30 2e 31 30 2e 31 30 2e 31。
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dhcp協議詳解
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