我們一起談談DHCP協議
01DHCP協議簡介
DHCP(DynamicHost ConfigurationProtocol)，動態主機配置協議，是一個應用層協議，具體可以參考《TCP/IP四層模型》文章。當我們將客戶主機ip地址設置為動態獲取方式時，DHCP服務器就會根據DHCP協議給客戶端分配IP，使得客戶機能夠利用這個IP上網。
DHCP的幾個概念：
DHCPClient：DHCP客戶端，通過DHCP協議請求IP地址的客戶端。DHCP客戶端是接口級的概念，如果一個主機有多個以太接口，則該主機上的每個接口都可以配置成一個DHCP客戶端。交換機上每個Vlan接口也可以配置成一個DHCP客戶端。
DHCPServer：DHCP服務端，負責為DHCP客戶端提供IP地址，并且負責管理分配的IP地址。
DHCPRelay：DHCP中繼器，DHCP客戶端跨網段申請IP地址的時候，實現DHCP報文的轉發功能。
DHCPSecurity：DHCP安全特性，實現合法用戶IP地址表的管理功能。
DHCPSnooping：DHCP監聽，記錄通過二層設備申請到IP地址的用戶信息。
02DHCP工作原理
DHCP使用UDP協議工作，采用67(DHCP服務器端)和68(DHCP客戶端)兩個端口號。546號端口用于DHCPv6Client，而不用于DHCPv4，是為DHCPfailover服務。DHCP客戶端向DHCP服務器發送的報文稱之為DHCP請求報文，而DHCP服務器向DHCP客戶端發送的報文稱之為DHCP應答報文。
DHCP交互過程共分為4步
第一步
Client端在局域網內發起一個DHCP Discover包，目的是想發現能夠給它提供IP的DHCPServer。
第二步
可用的DHCPServer接收到Discover包之后，通過發送DHCPOffer包給予Client端應答，意在告訴Client端它可以提供IP地址。
第三步
Client端接收到Offer包之后，發送DHCPRequest包請求分配IP。
第四步
DHCPServer發送ACK數據包，確認信息。
03Wireshark抓包分析
要想抓取到DHCP包，先要保證有可用的DHCP服務器，然后將主機IP地址獲取方式設置為自動獲取。我們的測試環境是，筆記本設置為DHCP模式，路由開啟DHCP服務。由于筆記本在開機時想路由DHCP去獲取IP，開機時無法迅速打開wireshark軟件進行抓包，我們使用以下命令先斷開主機的網絡連接，然后再連接網絡。
- ipconfig /release
- ipconfig /renew
在cmd中可以使用ipconfig/?查看各參數的含義：
命令詳解：
(1)ipconfig /release
斷開當前的網絡連接，主機IP變為0.0.0.0，主機與網絡斷開，不能訪問網絡。
(2)ipconfig /renew
更新適配器信息，請求連接網絡，這條命令結束之后，主機會獲得一個可用的IP，再次接入網絡。
抓取的數據包如下，注意使用dhcp過濾條件。
wireshark抓包文件
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1RzvISOkzkVoWOzJDRi5NwQ
提取碼：lpg9
(提示：公眾號不支持外鏈接，請復制鏈接到瀏覽器下載)
可以清楚看到DHCP的四個步驟。
DHCP Discover數據包
在Discover階段，可以看出客戶端發出的是廣播復制，MAC地址廣播相關內容請看《802.3以太網幀》，IP地址廣播相關內容請看《IP協議詳解》。從下圖也可以看出DHCP是基于UDP協議的，采用67(DHCP服務器端)和68(DHCP客戶端)兩個端口號，這個上文講過了，在抓包文件中證實了。DHCP報文格式基于BOOTP的報文格式，DHCP具體的報文格式并不是本文重點，本文并不會詳細講解DHCP報文中每個字節的含義。
DHCP Offer包
當DHCP服務器收到一條DHCPDiscover數據包時，用一個DHCPOfferr包給予客戶端響應。 這一數據報中客戶客戶端獲取到了最重要的IP地址信息。除此之外，服務器還發送了子網掩碼，路由器，DNS，域名，IP地址租用期等信息。
DHCP服務器仍然使用廣播地址作為目的地址，因為此時請求分配IP的Client并沒有自己ip,而可能有多個Client在使用0.0.0.0這個IP作為源IP向DHCP服務器發出IP分配請求，DHCP也不能使用0.0.0.0這個IP作為目的IP地址，于是依然采用廣播的方式，告訴正在請求的Client們，這是一臺可以使用的DHCP服務器。
DHCP Request包
當Client收到了DHCPOffer包以后(如果有多個可用的DHCP服務器，那么可能會收到多個DHCPOffer包)，確認有可以和它交互的DHCP服務器存在，于是Client發送Request數據包，請求分配IP。
此時的源IP和目的IP依然是0.0.0.0和255.255.255.255。
DHCP ACK包
服務器用DHCPACK包對DHCP請求進行響應。
04DHCP缺點
DHCP可以很好的進行IP地址的分配，但是DHCP協議已存在一些缺點，如：
1、DHCP協議不支持跨網段進行地址分配
2、DHCP協議不能獲取非DHCP客戶端的IP地址，在地址池設置不合理的情況下可能會造成地址沖突。
基于上述的缺陷，我們需要合理對IP地址池進行設置，并預留一些IP地址，分配給需要固定IP的服務器。
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