1、DHCP 简介DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)是 Windows 2000 Server 和 Windows Server 2003 系统内置的服务组件之一。DHCP 服务能为网络内的客户端电脑自动分配 TCP/IP 配置信息(如 IP 地址、子网掩码、默认网关和 DNS 服务器地址等)，从而帮助网络管理员省去手动配置相关选项的工作。在使用 TCP/IP 协议的网络上，每一台计算机都拥有唯一的计算机名和 IP 地址。IP 地址（及其子网掩码）使用与鉴别它所连接的主机和子网，当用户将计算机从一个子网移动到另一个子网的时候，一定要
2、改变该计算机的 IP 地址。如采用静态 IP 地址的分配方法将增加网络管理员的负担，而 DHCP 可以让用户将 DHCP服务器中的 IP 地址数据库中的 IP 地址动态的分配给局域网中的客户机，从而减轻了网络管理员的负担。 在使用 DHCP 时，整个网络至少有一台 NT 服务器上安装了 DHCP 服务，其他要使用 DHCP 功能的工作站也必须设置成利用 DHCP 获得 IP 地址。DHCP 的常用术语 DHCP 的分配形式 首先，必须至少有一台 DHCP 工作在网路上面，它会监听网路的 DHCP 请求，并与客户端搓商 TCP/IP 的设定环境。它提供两种 IP 定位方式。1.Automatic
3、 Allocation 自动分配，其情形是：一旦 DHCP 客户端第一次成功的从 DHCP 伺服器端租用到IP 位址之后，就永远使用这个位址。2.Dynamic Allocation 动态分配，当 DHCP 第一次从 DHCP 伺服器端租用到 IP 位址之后，并非永久的使用该位址，只要租约到期，客户端就得释放(release)这个 IP 位址，以给其它工作站使用。当然，客户端可以比其它主机更优先的延续(renew)租约，或是租用其它的 IP 位址。 动态分配显然比自动分配更加灵活，尤其是当您的实际 IP 位址不足的时候，例如：您是一家 ISP,只能提供 200 个 IP 位址用来给拨接客户，但
4、并不意味着您的客户最多只能有 200 个。因为要知道，您的客户们不可能全部同一时间上网的，除了他们各自的行为习惯的不同，也有可能是电话线路的限制。这样，您就可以将这 200 个位址，轮流的租用给拨接上来的客户使用了。这也是为什么当您查看 IP 位址的时候，会因每次拨接而不同的原因了(除非您申请的是一个固定 IP，通常的 ISP 都可以满足这样的要求，这或许要另外收费)。当然,ISP不一定使用 DHCP 来分配位址，但这个概念和使用 IPPool 的原理是一样的。 DHCP 除了能动态的设定 IP 位址之外，还可以将一些 IP 保留下来给一些特殊用途的机器使用，它可以按照硬体位址来固定的分配 I
5、P 位址，这样可以给您更大的设计空间。同时,DHCP 还可以帮客户端指定 routernetmaskDNS ServerWINS Server等等项目，您在客户端上面，除了将 DHCP 选项打勾之外，几乎无需做任何的 IP 环境设定。 DHCP 的工作原理客户端是否第一次登录网路使得 DHCP 的工作形式会有所不同。 第一次登录的时候，工作过程如下：1.寻找 Server当 DHCP 客户端第一次登录网路的时候,也就是客户发现本机上没有任何 IP 资料设定,它会向网路发出一个 DHCPDISCOVER 封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网路，所以封包的来源位址会为 0.0.0.0,而目的位
6、址则为255.255.255.255,然后再附上 Dhcpdiscover 的信息,向网路进行广播。 在 Windows 的预设情形下，Dhcpdiscover 的等待时间预设为 1 秒，也就是当客户端将第一个 Dhcpdiscover 封包送出去之后，在 1 秒之内没有得到回应的话，就会进行第二次 Dhcpdiscover 广播。若一直得不到回应的情况下，客户端一共会有四次 Dhcpdiscover 广播(包括第一次在内)，除了第一次会等待 1 秒之外，其余三次的等待时间分别是 91316 秒。如果都没有得到 DHCP 伺服器的回应，客户端则会显示错误信息，宣告 Dhcpdiscover 的
7、失败。之后，基于使用者的选择，系统会继续在 5 分钟之后再重复一次 Dhcpdiscover 的过程。2.提供 IP 租用位址当 DHCP 伺服器监听到客户端发出的 Dhcpdiscover 广播后，它会从那些还没有租出的位址范围内，选择最前面的的空置 IP，连同其它 TCP/IP 设定，回应给客户端一个 DHCPOFFER 封包。 由于客户端在开始的时候还没有 IP 位址，所以在其 Dhcpdiscover 封包内会带有其 MAC 位址信息，并且有一个 XID 编号来辨别该封包，DHCP 伺服器回应的Dhcpoffer 封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据伺服器端的设定，Dhcpo
8、ffer 封包会包含一个租约期限的信息。3.接受 IP 租约如果客户端收到网路上多台 DHCP 伺服器的回应，只会挑选其中一个 Dhcpoffer而已(通常是最先抵达的那个)，并且会向网路发送一个 Dhcprequest 广播封包，告诉所有 DHCP 伺服器它将指定接受哪一台伺服器提供的 IP 位址。 同时，客户端还会向网路发送一个 ARP 封包，查询网路上面有没有其它机器使用该 IP 位址；如果发现该 IP 已经被占用，客户端则会送出一个 DHCPDECLINE封包给 DHCP 伺服器，拒绝接受其 Dhcpoffer，并重新发送 Dhcpdiscover 信息。事实上，并不是所有 DHCP
9、客户端都会无条件接受 DHCP 伺服器的 offer，尤其这些主机安装有其它 TCP/IP 相关的客户软体。客户端也可以用 Dhcprequest 向伺服器提出 DHCP 选择，而这些选择会以不同的号码填写在 DHCPOptionField 里面。换一句话说，在 DHCP 伺服器上面的设定，未必是客户端全都接受，客户端可以保留自己的一些 TCP/IP 设定。而主动权永远在客户端这边。4.租约确认当 DHCP 伺服器接收到客户端的 Dhcprequest 之后，会向客户端发出一个DHCPACK 回应，以确认 IP 租约的正式生效，也就结束了一个完整的 DHCP 工作过程。 DHCP 发放流程第一
10、次登录之后，发放流程如下：（1）一旦 DHCP 客户端成功地从伺服器哪里取得 DHCP 租约之后，除非其租约已经失效并且 IP 位址也重新设定回 0.0.0.0，否则就无需再发送 Dhcpdiscover信息了，而会直接使用已经租用到的 IP 位址向之前之 DHCP 伺服器发出Dhcprequest 信息，DHCP 伺服器会尽量让客户端使用原来的 IP 位址。（2）如果没问题的话，直接回应 Dhcpack 来确认则可。（3）如果该位址已经失效或已经被其它机器使用了，伺服器则会回应一个DHCPNACK 封包给客户端，要求其从新执行 Dhcpdiscover。 至于 IP 的租约期限却是非常考究的
11、，以 NT 为例子,DHCP 工作站除了在开机的时候发出 dhcprequest 请求之外，在租约期限一半的时候也会发出dhcprequest，如果此时得不到 DHCP 伺服器的确认的话，工作站还可以继续使用该 IP；然后在剩下的租约期限的再一半的时候(即租约的 75%)，还得不到确认的话，那么工作站就不能拥有这个 IP 了。要是您想退租，可以随时送出 DHCPLEREASE 命令解约，就算您的租约在前一秒钟才获得的。跨网路的 DHCP 运作从前面描述的过程中，不难发现：DHCDISCOVER 是以广播方式进行的，其情形只能在同一网路之内进行，因为 router 是不会将广播传送出去的。但如果
12、DHCP 伺服器安设在其它的网路上面呢由于 DHCP 客户端还没有 IP 环境设定，所以也不知道 Router 位址，而且有些 Router 也不会将 DHCP 广播封包传递出去，因此这情形下 DHCPDISCOVER 是永远没办法抵达 DHCP 伺服器那端的，当然也不会发生 OFFER 及其他动作了。要解决这个问题，我们可以用 DHCP Agent(或 DHCPProxy)主机来接管客户的 DHCP 请求，然后将此请求传递给真正的 DHCP 伺服器，然后将伺服器的回复传给客户。这里，Proxy 主机必须自己具有路由能力，且能将双方的封包互传对方。 若不使用 Proxy，您也可以在每一个网路之
13、中安装 DHCP 伺服器，但这样的话，一来设备成本会增加，而且，管理上面也比较分散。当然，如果在一个十分大型的网路中，这样的均衡式架构还是可取的，要视实际情况而定了。1.DHCP 封包格式以下为各栏位的简要说明：（1）OP：若是 client 送给 server 的封包，设为 1，反向为 2。 （2）HTYPE：硬体类别,Ethernet 为 1。 （3）HLEN：硬体位址长度,Ethernet 为 6。 （4）HOPS：若封包需经过 router 传送,每站加 1，若在同一网内，为 0。 （5）TRANSACTION ID：DHCPREQUEST 时产生的数值，以作 DHCPREPLY 时的
14、依据。（6）SECONDS：Client 端启动时间(秒)。 （7）FLAGS：从 0 到 15 共 16bits，最左一 bit 为 1 时表示 server 将以广播方式传送封包给 client，其余尚未使用。 （8）ciaddr：要是 client 端想继续使用之前取得之 IP 位址，则列于这里。 （9）yiaddr：从 server 送回 client 之 DHCPOFFER 与 DHCPACK 封包中，此栏填写分配给 client 的 IP 位址。 （10）siaddr：若 client 需要透过网路开机，从 server 送出之DHCPOFFER、DHCPACK、DHCPNACK
15、封包中，此栏填写开机程式码所在 server 之位址。 （11）giaddr：若需跨网域进行 DHCP 发放，此栏为 relay agent 的位址，否则为 0。 （12）chaddr：Client 之硬体位址。 （13）sname：Server 之名称字串，以 0x00 结尾。 （14）file：若 client 需要透过网路开机，此栏将指出开机程式名称，稍后以TFTP 传送。 （15）options：允许厂商定议选项(Vendor-Specific Area)，以提供更多的设定资讯(如：Netmask、Gateway、DNS、等等)。其长度可变，同时可携带多个选项，每一选项之第一个 byte 为资讯代码，其后一个 byte 为该项资料长度，最后为项目内容。此机位完全兼容 BOOTP，同时扩充了更多选项。其中 DHCP 封包可利用编码为0x53 选项来设定封包类别。2.DHCP 协定之 RFC 文件协定文件有：RFC-951RFC-1084RFC-1123RFC-1533RFC-1534RFC-1497RFC-1541。DHCP 的选项非常多，这里不再叙述了。
