DHCP协议报文
dhcp协议地址分配流程使用的四种报文
DHCP协议地址分配流程使用的四种报文1. DHCP Discover报文DHCP Discover报文是DHCP协议中客户端发送的第一个报文，用于广播请求IP地址。
它的格式如下：•源MAC地址：客户端的MAC地址•目标MAC地址：FF:FF:FF:FF:FF:FF（广播地址）•源IP地址：0.0.0.0•目标IP地址：255.255.255.255（广播地址）•源端口号：68•目标端口号：67•操作码：1（表示请求）•选项：可选的DHCP选项（如请求租约时间等）2. DHCP Offer报文DHCP Offer报文是DHCP服务器在收到DHCP Discover报文后，向客户端发送的报文，用于提供可用的IP地址。
它的格式如下：•源MAC地址：服务器的MAC地址•目标MAC地址：客户端的MAC地址•源IP地址：服务器的IP地址•目标IP地址：255.255.255.255（广播地址）•源端口号：67•目标端口号：68•操作码：2（表示回应）•选项：包括提供的IP地址、租约时间等信息3. DHCP Request报文DHCP Request报文是客户端在收到DHCP Offer报文后向DHCP服务器发送的报文，用于请求分配提供的IP地址。
它的格式如下：•源MAC地址：客户端的MAC地址•目标MAC地址：服务器的MAC地址•源IP地址：0.0.0.0•目标IP地址：255.255.255.255（广播地址）•源端口号：68•目标端口号：67•操作码：3（表示请求）•选项：包括请求的IP地址、服务器的IP地址等4. DHCP Ack报文DHCP Ack报文是服务器在收到DHCP Request报文后向客户端发送的报文，用于确认分配的IP地址。
它的格式如下：•源MAC地址：服务器的MAC地址•目标MAC地址：客户端的MAC地址•源IP地址：服务器的IP地址•目标IP地址：255.255.255.255（广播地址）•源端口号：67•目标端口号：68•操作码：5（表示确认）•选项：包括确认的IP地址、租约时间等信息总结通过以上四种报文的交互，DHCP协议实现了动态分配IP地址的功能。
dhcp报文结构
dhcp报文结构摘要：1.DHCP 报文概述2.DHCP 报文结构3.DHCP 报文类型及功能4.DHCP 报文格式5.DHCP 报文示例正文：【DHCP 报文概述】DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种网络协议，主要用于自动分配IP 地址、子网掩码、默认网关等网络参数。
DHCP 报文是DHCP 协议在网络中传输的数据单元，它包含了客户端与服务器之间的通信信息。
通过DHCP 报文，客户端可以动态地获取网络参数，从而实现网络连接。
【DHCP 报文结构】DHCP 报文的结构主要包括以下几个部分：1.版本和协议类型：表示DHCP 报文的版本和协议类型，通常为DHCPv4 或DHCPv6。
2.消息类型：表示DHCP 报文的类型，如请求、响应、确认等。
3.消息长度：表示整个DHCP 报文的长度，以字节为单位。
4.交易标识符：用于标识DHCP 事务，由客户端和服务器共同维护。
5.随机地址：客户端在发送DHCP 请求报文时生成的随机地址。
6.客户端硬件地址：客户端的网络接口硬件地址，通常为MAC 地址。
7.服务器硬件地址：服务器的网络接口硬件地址，通常为MAC 地址。
8.请求参数：客户端在发送请求报文时所包含的网络参数请求。
9.响应参数：服务器在响应客户端请求时所包含的网络参数信息。
10.确认参数：客户端在接收到服务器响应后所发送的确认报文。
【DHCP 报文类型及功能】DHCP 报文主要分为以下几种类型：1.DHCP DISCOVER：客户端在寻找DHCP 服务器时发送的广播报文。
2.DHCP OFFER：服务器收到客户端的DISCOVER 报文后发送的响应报文，包含可供分配的网络参数。
3.DHCP REQUEST：客户端在收到服务器的OFFER 报文后发送的请求报文，包含客户端选择的网络参数。
4.DHCP ACK/NAK：服务器收到客户端的REQUEST报文后发送的确认或拒绝报文。
dhcp报文结构
dhcp报文结构摘要：1.DHCP 报文的作用和重要性2.DHCP 报文的结构3.DHCP 报文的各个字段详解4.DHCP 报文的工作原理5.DHCP 报文的应用场景正文：DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种用于分配IP 地址和其他网络参数的协议。
在一个网络中，DHCP 服务器负责为客户端分配IP 地址、子网掩码、默认网关、DNS 服务器等参数。
客户端可以通过DHCP 请求报文向DHCP 服务器申请这些参数，而DHCP 服务器则会通过DHCP 响应报文将这些参数分配给客户端。
因此，了解DHCP 报文的结构对于理解网络通信和排除网络故障具有重要意义。
DHCP 报文的结构包括20 个字段，其中前16 个字段是固定的，后4 个字段是可选的。
以下是DHCP 报文的各个字段的详解：1.版本（Version）：表示DHCP 协议的版本号。
2.协议类型（Type）：表示DHCP 报文所使用的传输层协议，通常为UDP。
3.长度（Length）：表示整个DHCP 报文的长度，以4 字节为单位。
4.服务类型（Service Type）：表示DHCP 服务器所提供的服务类型，通常为1，表示提供IP 地址和默认网关。
5.协议（Protocol）：表示DHCP 服务器使用的协议，通常为1，表示使用BOOTP 协议。
6.客户端硬件地址（Client Hardware Address）：表示客户端设备的物理地址。
7.客户端IP 地址（Client IP Address）：表示客户端设备的IP 地址。
8.客户端mac 地址（Client MAC Address）：表示客户端设备的MAC 地址。
9.Vendor Class ID（供应商类ID）：表示客户端设备的供应商和设备类型。
10.Vendor Specific（供应商特定信息）：表示供应商特定的信息，用于识别设备。
DHCP协议
介绍DHCP协议的概念和作用DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种广泛应用于计算机网络中的协议，它的主要作用是自动为网络中的设备分配IP地址和其他网络配置信息。
在传统的网络中，管理员需要手动为每个设备配置IP地址，这种方式繁琐而容易出错。
而DHCP协议的引入，极大地简化了网络管理的过程。
DHCP协议的概念很简单：它充当了一个自动IP地址分配的中心服务器。
当一个设备（被称为DHCP客户端）加入网络时，它可以通过DHCP协议向网络中的DHCP服务器发送请求，请求获取一个可用的IP地址和其他网络配置信息。
DHCP服务器会从预配置的IP地址池中分配一个可用的IP地址，并将该地址和其他配置信息发送给客户端。
客户端接收到这些信息后，就可以使用分配到的IP地址和其他配置信息来连接网络，并与其他设备进行通信。
DHCP协议的作用不仅限于IP地址分配，它还可以提供其他配置信息，如子网掩码、默认网关、DNS服务器等。
这些信息对于设备的正常网络通信至关重要。
通过使用DHCP协议，网络管理员可以集中管理和配置这些信息，从而提高网络的可管理性和灵活性。
DHCP协议的优势在于简化了网络管理的流程，减少了管理员的工作量。
它可以自动分配IP地址，避免了手动配置的繁琐和错误。
此外，DHCP协议还支持IP地址的动态分配，即当设备离开网络时，分配给该设备的IP地址可以重新回收并分配给其他设备使用，提高了IP地址资源的利用率。
然而，DHCP协议也存在一些局限性。
由于DHCP服务器负责IP地址的分配，因此在网络中需要至少一个可靠运行的DHCP服务器。
如果DHCP服务器出现故障或网络中没有可用的DHCP服务器，新设备无法获得有效的IP地址。
此外，DHCP协议也存在安全性方面的考虑，因为恶意的DHCP服务器可能分配恶意的配置信息给客户端，导致网络安全风险。
总之，DHCP协议在现代计算机网络中扮演着重要的角色。
DHCP原理和解释
DHCP原理和解释展开全文一、DHCP的含义?DHCP，动态主机配置协议，前身是BOOTP协议，是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，常用的2个端口：67(DHCP server),68(DHCP client)。
DHCP通常被用于局域网环境，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使client动态的获得IP地址、Gateway 地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。
简单来说，DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。
二、DHCP协议中的报文DHCP报文共有一下几种：•DHCP DISCOVER：客户端开始DHCP过程发送的包，是DHCP协议的开始•DHCP OFFER：服务器接收到DHCP DISCOVER之后做出的响应，它包括了给予客户端的IP（yiaddr）、客户端的MAC地址、租约过期时间、服务器的识别符以及其他信息•DHCP REQUEST：客户端对于服务器发出的DHCP OFFER所做出的响应。
在续约租期的时候同样会使用。
•DHCP ACK：服务器在接收到客户端发来的DHCP REQUEST之后发出的成功确认的报文。
在建立连接的时候，客户端在接收到这个报文之后才会确认分配给它的IP和其他信息可以被允许使用。
•DHCP NAK：DHCP ACK的相反的报文，表示服务器拒绝了客户端的请求。
•DHCP RELEASE：一般出现在客户端关机、下线等状况。
这个报文将会使DHCP服务器释放发出此报文的客户端的IP地址•DHCP INFORM：客户端发出的向服务器请求一些信息的报文•DHCP DECLINE:当客户端发现服务器分配的IP地址无法使用（如IP地址冲突时），将发出此报文，通知服务器禁止•使用该IP地址。
DHCP 的工作流程：3、DHCP 协议包的组成•Xid:随机生成的一段字符串，两个数据包拥有相同的xid说明他们属于同一次会话•Ciaddr:客户端会在发送请求时将自己的ip地址放在此处•Yiaddr:服务器会将想要分配给客户端的ip地址放在此处•Siaddr:一般来说是服务器的ip地址.但是注意！根据openwrt源码给出的注释，当报文的源地址、siaddr、option>server_id字段不一致（有经过跨子网转发）时，通常认为option>srever_id字段为真正的服务器ip，siaddr有可能是多次路由跳转中的某一个路由的ip （下图中wireshark抓包中也有标明siaddr为nextserver ip address）•Chaddr:客户端的mac地址•Giaddr:如果需要跨子网进行DHCP地址发放，则在此处填入经过的路由器的ip地址•Sname:服务器主域名•Options:可以自由添加的部分，用于存放客户端向服务器请求信息和服务器的应答信息DHCP 客户端一、DHCP 原理1、什么是DHCP 客户端DHCP客户端一般来说是局域网中独立的PC主机。
DHCP报文分析
DHCP 数据报文DHCP协议的报文中主要数据格式详解Boot record type为1时表示是Client的请求，为2时表示是Server的应答。
Hardware address typeClient 的网络硬件地址类型，1表示Client 的网络硬件是10MB的以太网类型/Hardware address lengthClient 的网络硬件地址长度，6表示Client 的网络硬件地址长度是6bytes（即以太网类型的6bytes的MAC地址）。
HOPS跳数，表示当前的DHCP报文经过的DHCP RELAY（中级）的数目，每经过一个DHCP中继，此字段就会加1，此字段的作用是限制DHCP报文不要经过太多的DHCP RELAY，协议规定，当“hops”大于4（现在也有规定为16）时，这个DHCP报文就不能再进行处理，而是丢弃。
Transaction id事务ID，Client每次发送DHCP请求报文时选择的随机数，用来匹配server 的响应报文是对哪个请求报文的响应。
Client会丢弃“ID”不匹配的响应报文。
Elapsed boot time秒数，用来表示client开始DHCP请求后的时间流逝秒数flags标志，在BOOTP中此字段是保留不用的，在DHCP协议中也只使用了其左边的最高位。
Client self-assigned IPaddress客户机IP地址Client IP address server分配给client的IP地址Next Server to use in bootstrap服务器IP地址Relay AgentDHCP中继代理IP地址Client hardware address客户机硬件地址MACHost name 服务器的主机名Boot file nameClient 的启动配置文件名V endor Information tag选项字段，此字段中包含了大量可选的终端初始配置信息和网络配置信息，对于BOOTP协议，此字段为64bytes，对于DHCP协议，此字段为64---312 bytes。
DHCP流程和报文格式
一、DHCP引入在常见的小型网络中（例如家庭网络和学生宿舍网），网络治理员都是采用手工分配ip地址的方法，而到了中、大型网络，这种方法就不太适用了。
在中、大型网络，非凡是大型网络中，往往有超过100台的客户机，手动分配IP地址的方法就不太合适了。
因此，我们必须引入一种高效的IP地址分配方法，幸好，DHCP （DynamicHostConfiguration PR otocol）为我们解决了这一难题。
二、DHCP的优缺点DHCP服务优点不少：网络治理员可以验证IP地址和其它配置参数，而不用去检查每个主机；DHCP不会同时租借相同的IP地址给两台主机；DHCP治理员可以约束特定的计算机使用特定的IP地址；可以为每个DHCP作用域设置很多选项；客户机在不同子网间移动时不需要重新设置IP地址。
但同时也存在不少缺点：DHCP不能发现网络上非DHCP客户机已经在使用的IP地址；当网络上存在多个DHCP服务器时，一个DHCP服务器不能查出已被其它服务器租出去的IP地址；DHCP服务器不能跨路由器与客户机通信，除非路由器答应BOOTP转发。
三、工作流程DHCP服务的工作过程是这样的：1.发现阶段，即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。
DHCP 客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的）发送DHCPdiscover发现信息来寻找DHCP服务器，即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。
网络上每一台安装了TCP/IP 协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应（如图1）。
2.提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。
在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息（如图2）。
3.选择阶段，即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。
DHCP报文分析
DHCP 数据报文DHCP协议的报文中主要数据格式详解Boot record type为1时表示是Client的请求，为2时表示是Server的应答。
Hardware address typeClient 的网络硬件地址类型，1表示Client 的网络硬件是10MB的以太网类型/Hardware address lengthClient 的网络硬件地址长度，6表示Client 的网络硬件地址长度是6bytes（即以太网类型的6bytes的MAC地址）。
HOPS跳数，表示当前的DHCP报文经过的DHCP RELAY（中级）的数目，每经过一个DHCP中继，此字段就会加1，此字段的作用是限制DHCP报文不要经过太多的DHCP RELAY，协议规定，当“hops”大于4（现在也有规定为16）时，这个DHCP报文就不能再进行处理，而是丢弃。
Transaction id事务ID，Client每次发送DHCP请求报文时选择的随机数，用来匹配server的响应报文是对哪个请求报文的响应。
Client会丢弃“ID”不匹配的响应报文。
Elapsed boot time秒数，用来表示client开始DHCP请求后的时间流逝秒数flags标志，在 BOOTP中此字段是保留不用的，在DHCP协议中也只使用了其左边的最高位。
Client self-assigned IPaddress客户机IP地址 Client IP address server分配给client的IP地址 Next Server to use in bootstrap服务器IP地址 Relay AgentDHCP中继代理IP地址Client hardware address客户机硬件地址MACHost name 服务器的主机名Boot file nameClient 的启动配置文件名Vendor Information tag选项字段，此字段中包含了大量可选的终端初始配置信息和网络配置信息，对于BOOTP协议，此字段为64bytes，对于DHCP协议，此字段为64---312 bytes。
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DHCP 协议概念
1.什么是DHCP
DHCP是Dynamic Host Configuration Protoco的缩写，顾名思义就是动态主机地址配置协议，在一个完整的网络拓扑中应有DHCP CLIENT，DHCP SERVER两个端点。
Client端存在与用户域中，通过DHCP协议，从server端获取动态的不固定的IP地址。
DHCP server 通过租约概念负责给client端提供某一网段或多网段IP地址池中地址。
当租约到期client 释放该地址以待server做再次分配，同时server端也担负分配DNS服务器地址，域名，网关地址的任务。
2.DHCP进行地址分配的四个阶段
1)第一个阶段寻找DHCP server。
如果是DHCP客户端第一次登录该网络时，也就是客户端主机没有IP地址，等待分配。
它会首先向网络以广播形式发送DHCP discover报文，目的是发现网络中存在的DHCP server，并请求给出回应。
该报文的格式是：源mac是自身的mac地址，目的mac是ff:ff:ff:ff:ff:ff.源IP地址为0.0.0.0，而目的地址为255.255.255.255。
经过测试windows操作系统环境中的DHCPdiscover等待时间为1秒，也就是当客户端将第一个DHCPdiscover报文送出去后，在等待1秒后没有得到网络中DHCPserver的回应，它就会进行第二次DHCP discover广播，若再次得不到回应，会进行三次广播，三次广播的间隔时间都不一样，分别是9秒、13秒、16秒。
如果还是得不到服务端的回应，客户端会显示错误信息，宣告DHCPdiscover失败，在之后的动作中，系统会在5分钟后再次重复一次该过程。
在该测试过程中，我抓取了相应的数据包以供参考。
2)端口源端68，目的端67
图1-DHCP discover数据包
该图中可以看出DHCP discover数据包二层源mac地址为源端口mac，目的mac为广播
地址ff:ff:ff:ff:ff:ff. 三层源地址为0.0.0.0。
目的地址为广播地址255.255.255.255
信息类型
接下来分析一下bootstrap protocol的报文内容。
图1中的详细描述具体如下
Boot record type为1时表示是Client的请求，为2时表示是Server的应答。
Hardware address typeClient 的网络硬件地址类型，1表示Client 的网络硬件是10MB 的以太网类型.
Hardware address lengthClient 的网络硬件地址长度，6表示Client 的网络硬件地址长度是6bytes（即以太网类型的6bytes的MAC地址）。
HOPS跳数，表示当前的DHCP报文经过的DHCP RELAY（中继）的数目，每经过一个DHCP中继，此字段就会加1，此字段的作用是限制DHCP报文不要经过太多的DHCP RELAY，协议规定，当“hops”大于4（现在也有规定为16）时，这个DHCP报文就不能再进行处理，而是丢弃。
Transaction id事务ID，Client每次发送DHCP请求报文时选择的随机数，用来匹配server 的响应报文是对哪个请求报文的响应。
Client会丢弃“ID”不匹配的响应报文。
Bootp flags标志，在BOOTP中此字段是保留不用的，在DHCP协议中也只使用了其左边的最高位。
Client IPaddress客户机IP地址
your (Client) IP address server分配给client的IP地址
Next Server IP address服务器IP地址
Relay AgentDHCP中继代理IP地址
Client MAC address客户机硬件地址MAC
Server Host name not givne服务器的主机名
Boot file name not given的启动配置文件名
3)第二阶段向client端提供IP地址，当DHCP服务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地址池内，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服务器回应的Dhcpoffer 封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。
根据服务器端的设定，Dhcpoffer 封包会包含一个租约期限的信息,当客户端到了这个期限,会释放出IP,进行相同步骤的再次申请.DHCP offer包内容如图-2所示:
图2-DHCP offer数据包
在DHCP offer包中我们可以获得以下的信息:信息类型为应答广播信息,客户端IP地址为0.0.0.0.通过DHCP discover请求申请后,服务器端分配的IP地址为176.10.1.12.DHCP服务器的IP地址为176.10.1.254.租约时间为1个小时,当过去租约时间50%的时候服务端会发信息至客户端确认是否续约.
Client IP address =0.0.0.0(0.0.0.0)表示客户机还没有使用该地址
Your(Client) IP address =176.10.1.12(176.10.1.12)表示DHCP Server分配给该客户机的IP地址
next Server IP address=176.10.1.254(176.10.1.254)它标示了客户机下一次发出DHCPRequest 报文时，哪个DHCP Server会发出回应
DHCP Message Typee＝DHCP Offer表示这是一个对DHCPDiscover的回应报文
Subnet Mask=255.255.0.0表示分配的IP地址子网掩码为16位
Renewal time value=30 minutes表示服务端向客户端询问是否继续续约的时间为30分钟
Ip address lease time=1 hour 表示租期是1小时
Server identifier=176.10.1.254表示服务器的IP地址为176.10.1.254
Router=176.10.1.210表示它的路由网关是176.10.1.210.
所有发送DHCP Offer信息包的服务器将保留它们提供的一个IP地址。
在该地址不再保留之前，该地址不能分配给其他的客户。
4)第三阶段用户发送DHCP request报文,客户以广播的方式发送DHCP Request信息包作为响应。
注意其中的DHCP Message Type一项中type＝Request表示这是一个请求报文。
客户利用DHCP Request询问服务器其它的配置选项，如：DNS或网关地址
图3-DHCP request数据包
5)第四阶段DHCP server回应DHCP ACK报文, 该信息包是以单播的方式发送的。
当服务器接收到DHCP Request信息包时，它以一个DHCP Acknowledge信息作为响应，其内容同DHCPOFFER类似，并在“选项”字段中增加了IP地址使用租期选项。
图4-DHCP ACK数据包
在该报文中可以获得以下信息:DHCP服务器端给出了domain name=”welcome”表示服务器的域名为”welcome”域名服务器的地址为bios over tcp/ip name server=66.1.1.1.表示netbios服务器的地址为66.1.1.1.
经过这四个阶段,一个完整的DHCP地址分配过程结束了,当CLIENT收到DHCPACK 报文后（经过上面的处理后，有且只有一个DHCPACK报文），会检查DHCP SERVER分配给自己的IP地址是否能够使用，如在以太网类型的网络中，CLIENT会发出一个ARP请求来确定DHCP SERVER分配的IP地址是否已经被别人使用，如果可以使用，则CLIENT 成功获得IP地址，并根据IP地址使用租期自动启动续延过程。