DHCP獲取IP地址過程中捕獲的報(bào)文―三級(jí)網(wǎng)絡(luò)總結(jié)（二）

     上一篇文章主要說了一下知識(shí)點(diǎn)中的IP地址的考點(diǎn)，這一篇我打算說說DHCP獲取IP地址過程中捕獲的報(bào)文的這個(gè)考點(diǎn)，都是自己的理解，有錯(cuò)誤歡迎指正。

     DHCP是應(yīng)用層協(xié)議，UDP是傳輸層協(xié)議，IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，以太網(wǎng)是鏈路層協(xié)議。數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臅r(shí)候要自頂向下逐層封裝的，典型的DHCP過程是這樣的：

1：客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送DHCP_DISCOVER報(bào)文,申請(qǐng)IP。

2：服務(wù)器向客戶機(jī)返會(huì)DHCP_OFFER報(bào)文，指定一個(gè)將要分配的IP。

3：客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送DHCP_REQUEST報(bào)文，請(qǐng)求這個(gè)IP。

4：服務(wù)器PING幾次（一般是3次）這個(gè)IP，如果沒得到響應(yīng)的話，就說明這個(gè)IP現(xiàn)在空閑，可以分配給客戶機(jī)， 所以向客戶機(jī)發(fā)送DHCP_ACK報(bào)文，確認(rèn)可以分配。如果得到相應(yīng)，則發(fā)送DHCP_NAK報(bào)文，拒絕分配。

5：如果客戶端收到DHCP_ACK，責(zé)發(fā)送一次免費(fèi)ARP，判斷這個(gè)IP是否已經(jīng)被用。沒有被用的話則綁定這個(gè)服務(wù) 器分配來的IP，否則向服務(wù)器發(fā)送DHCP_DECLINE報(bào)文，拒絕這次分配。并重新執(zhí)行第一步。
如果收到的是DHCP_NAK，則直接重新執(zhí)行第一步。

客戶機(jī)申請(qǐng)IP之前確實(shí)沒有IP，DHCP_DISCOVER報(bào)文都是以廣播形式發(fā)送的，IP頭里的目的地址是255.255.255.255，源地址是0.0.0.0。鏈路層目的地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，源地址是自己的mac地址。這樣服務(wù)器收到客戶端發(fā)來的DISCOVER報(bào)文之后，會(huì)根據(jù)源mac地址向客戶機(jī)發(fā)送單播的DHCP_OFFER報(bào)文。

在看一下需要抓取的DHCP報(bào)文：

客戶發(fā)出的IP租用請(qǐng)求報(bào)文
　　DHCP客戶機(jī)初始化TCP/IP，通過UDP端口67向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送一個(gè)DHCPDISCOVER廣播包，請(qǐng)求租用IP地址。該 廣播包中的源IP地址為0.0.0.0，目標(biāo)IP地址為255.255.255.255；包中還包含客戶機(jī)的MAC地址和計(jì)算機(jī)名。 

DHCP回應(yīng)的IP租用提供報(bào)文
　　任何接收到DHCPDISCOVER廣播包并且能夠提供IP地址的DHCP服務(wù)器，都會(huì)通過UDP端口68給客戶機(jī)回應(yīng)一個(gè)DHCPOFFER廣播包，提供一個(gè)IP地址。該廣播包的源IP地址為DCHP服務(wù)器IP，目標(biāo)IP地址為255.255.255.255；包中還包含提供的IP地址、子網(wǎng)掩碼及租期等信息。 

客戶選擇IP租用報(bào)文
　　客戶機(jī)從不止一臺(tái)DHCP服務(wù)器接收到提供之后，會(huì)選擇第一個(gè)收到的DHCPOFFER包，并向網(wǎng)絡(luò)中廣播一個(gè) DHCPREQUEST消息包，表明自己已經(jīng)接受了一個(gè)DHCP服務(wù)器提供的IP地址。該廣播包中包含所接受的IP地址和服務(wù)器的IP地址。 所有其他的DHCP服務(wù)器撤消它們的提供以便將IP地址提供給下一次IP租用請(qǐng)求。 

DHCP服務(wù)器發(fā)出IP租用確認(rèn)報(bào)文
　　被客戶機(jī)選擇的DHCP服務(wù)器在收到DHCPREQUEST廣播后，會(huì)廣播返回給客戶機(jī)一個(gè)DHCPACK消息包，表明已經(jīng)接受客戶機(jī)的選擇，并將這一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入該廣播包發(fā)給客戶機(jī)。
客戶配置成功后發(fā)出的公告報(bào)文
　　客戶機(jī)在收到DHCPACK包，會(huì)使用該廣播包中的信息來配置自己的TCP/IP，則租用過程完成，客戶機(jī)可以在網(wǎng)絡(luò)中通信。
至此一個(gè)客戶獲取IP的DHCP服務(wù)過程基本結(jié)束，不過客戶獲取的IP一般是用租期，到期前需要更新租期，這個(gè)過程是通過租用更新數(shù)據(jù)包來完成的。

客戶IP租用更新報(bào)文
（1）在當(dāng)前租期已過去50%時(shí)，DHCP客戶機(jī)直接向?yàn)槠涮峁㊣P地址的DHCP服務(wù)器發(fā)送DHCPREQUEST消息包。如果客戶機(jī)接收到該服務(wù)器回應(yīng)的DHCPACK消息包，客戶機(jī)就根據(jù)包中所提供的新的租期以及其它已經(jīng)更新的TCP/IP參數(shù)，更新自己的配置，IP租用更新完成。如果沒收到該服務(wù)器的回復(fù)，則客戶機(jī)繼續(xù)使用現(xiàn)有的 
IP地址，因?yàn)楫?dāng)前租期還有50%。 
（2）如果在租期過去50%時(shí)未能成功更新，則客戶機(jī)將在當(dāng)前租期過去87.5%時(shí)再次向?yàn)槠涮峁㊣P地址的DHCP聯(lián)系。如果聯(lián)系不成功，則重新開始IP租用過程。 
（3）如果DHCP客戶機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)，它將嘗試更新上次關(guān)機(jī)時(shí)擁有的IP租用。如果更新未能成功，客戶機(jī)將嘗試聯(lián)系現(xiàn)有IP租用中列出的缺省網(wǎng)關(guān)。如果聯(lián)系成功且租用尚未到期，客戶機(jī)則認(rèn)為自己仍然位于與它獲得現(xiàn)有IP租用時(shí)相同的子網(wǎng)上（沒有被移走）繼續(xù)使用現(xiàn)有IP地址。 如果未能與缺省網(wǎng)關(guān)聯(lián)系成功，客戶機(jī)則認(rèn)為自己已經(jīng)被移到不同的子網(wǎng)上，將會(huì)開始新一輪的IP租用過程。

　　DHCP客戶機(jī)在發(fā)出IP租用請(qǐng)求的DHCPDISCOVER廣播包后，將花費(fèi)1秒鐘的時(shí)間等待DHCP服務(wù)器的回應(yīng)，如果1秒鐘沒有服務(wù)器的回應(yīng)，它會(huì)將這一廣播包重新廣播四次（以2，4，8和16秒為間隔，加上1~1000毫秒之間隨機(jī)長(zhǎng)度的時(shí)間）。四次之后，如果仍未能收到服務(wù)器的回應(yīng)，則運(yùn)行Windows 2000的DHCP客戶機(jī)將從169.254.0.0/16這個(gè)自動(dòng)保留的私有IP地址（APIPA）中選用一個(gè)IP地址，而運(yùn)行其他操作系統(tǒng)的DHCP客戶機(jī)將無法獲得IP地址。DHCP客戶機(jī)仍然每隔5分鐘重新廣播一次，如果收到某個(gè)服務(wù)器的回應(yīng)，則繼續(xù)IP租用過程。

對(duì)于DHCP在獲取IP地址時(shí)的報(bào)文，簡(jiǎn)單的進(jìn)行整理和解釋，部分資料來源于網(wǎng)絡(luò)，如有錯(cuò)誤 歡迎指出！多謝！

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