关于 DHCP 的理论知识

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DHCP工作过程

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种网络协议，用于自动分配IP地址和其他网络配置信息给连接到网络的计算机和设备。以下是DHCP服务器工作的原理：

  1. 客户端请求：
  • 当一个计算机或设备加入网络时（例如，通过连接到Wi-Fi网络或通过以太网），它通常需要获取一个可用的IP地址以及其他网络配置信息，如子网掩码、网关和DNS服务器地址。
  • 初始阶段，客户端设备一般没有任何配置信息。
  1. DHCP发现：
  • 客户端设备在网络上广播一个DHCP Discover消息，寻找可用的DHCP服务器。这个消息表明客户端需要一个IP地址以及其他配置信息。
  1. DHCP提供：
  • 在网络中的一个或多个DHCP服务器接收到DHCP Discover消息后，它们可以向客户端发送DHCP Offer消息，其中包含可用的IP地址和其他配置信息。
  • 如果有多个DHCP服务器，客户端可以选择接受其中一个Offer。
  1. DHCP请求：
  • 客户端选择一个DHCP Offer，并向该DHCP服务器发送DHCP Request消息，确认要使用该服务器提供的IP地址和配置信息。
  1. DHCP确认：
  • DHCP服务器接收到客户端的DHCP Request消息后，它会向客户端发送DHCP Acknowledgment（ACK）消息，确认分配的IP地址和配置信息。
  1. 配置应用：
  • 客户端设备接收到DHCP ACK消息后，将分配的IP地址和其他配置信息应用到其网络接口上。
  • 客户端设备现在具有了网络连接所需的配置信息，可以正常通信。
  1. 租约管理：
  • DHCP服务器通常会分配IP地址和配置信息的租约，即一段时间内，客户端被允许使用分配的IP地址和配置信息。
  • 在租约到期前，客户端可以选择续约，以延长使用分配的IP地址的时间。如果不续约，租约到期后，IP地址将被释放，可以分配给其他设备。

总结：
DHCP服务器的主要任务是为连接到网络的设备分配IP地址和其他网络配置信息。这样，网络管理员可以轻松管理和配置大量设备，而不需要手动为每个设备分配IP地址。 DHCP协议提供了一种自动化的方式来管理网络地址分配，使网络配置更加灵活和高效。

租约与续租

在DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）中，IP地址到期前通常会进行两次续约请求，分别在租约的一半和三分之二的时间点：

  1. 第一次续约请求：
  • 发生在租约时间的一半处，即租约的50%时间。例如，如果租约时间为8小时，那么第一次续约请求将在4小时时触发。
  • 客户端会发送DHCP Request消息，请求延长租约的有效期。
  • DHCP服务器可以接受这个请求，并在ACK消息中批准续约，延长租约的有效期。
  • 如果DHCP服务器无法响应或客户端未收到回应，客户端可能会尝试进行第二次续约请求。
  1. 第二次续约请求：
  • 发生在租约时间的三分之二处，即租约的66.67%时间。使用上述示例，这将在约5小时20分钟时发生。
  • 类似于第一次续约请求，客户端发送DHCP Request消息，请求续约租约。
  • DHCP服务器再次可以接受这个请求，并在ACK消息中批准续约，延长租约的有效期。
  • 如果DHCP服务器无法响应或客户端未收到回应，客户端可能会尝试再次进行续约请求。

续约请求的目的是确保客户端在租约即将到期时继续使用相同的IP地址，而不会导致IP地址被释放并重新分配给其他设备。通过这种方式，DHCP客户端可以保持网络连接的连续性，而不必在租约到期时重新配置网络设置。这有助于网络的稳定性和可用性。