一、DHCP协议简介
采用UDP协议，67/68端口
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参数（如子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等）。它简化了网络设备的配置过程，尤其是对于频繁接入和离开网络的设备（如笔记本电脑、手机等）。
二、DHCP工作原理
DHCP协议的工作过程主要分为以下几个阶段：
1. 发现阶段（Discovery）
- 当设备（如电脑）接入网络时，它会广播一个 DHCP Discover 数据包，询问网络中是否有可用的DHCP服务器。
- 由于设备还不知道自己属于哪个网络，因此它会使用广播地址（如
255.255.255.255）发送数据包。
2. 提供阶段（Offer）
- 网络中的DHCP服务器收到 DHCP Discover 数据包 后，会从其可用的IP地址池中选择一个未分配的IP地址，并向客户端发送一个 DHCP Offer 数据包。
- DHCP Offer 数据包 中包含分配给客户端的IP地址、子网掩码、租期（IP地址的有效时间，有线默认8天，无线默认8小时）以及其他网络配置参数。
3. 请求阶段（Request）
- 客户端收到 DHCP Offer 数据包 后，会发送一个 DHCP Request 数据包，正式请求接受这个IP地址。
- 如果客户端收到多个DHCP服务器的Offer（在多台DHCP服务器的环境中），它会选择一个Offer，并向所有DHCP服务器发送 DHCP Request 数据包，通知其他服务器它已经选择了某个IP地址。
4. 确认阶段（Acknowledge）
- DHCP服务器收到 DHCP Request 数据包 后，会检查所分配的IP地址是否仍然可用。
- 如果IP地址可用，服务器会发送一个 DHCP Ack 数据包，正式确认分配的IP地址，并通知客户端可以使用该IP地址。
- 如果IP地址已经被占用或其他问题导致无法分配，服务器会发送一个 DHCP Nak 数据包，拒绝分配，并提示客户端重新请求（从第一阶段重来）。
三、DHCP的优势
- 自动化配置：设备接入网络后自动获取IP地址，无需手动配置，大大简化了网络管理。
- 避免冲突：DHCP服务器会检查IP地址是否已被占用，从而避免IP地址冲突。
- 集中管理：网络管理员可以通过DHCP服务器集中管理IP地址分配，方便调整网络配置。
- 灵活性：可以根据需要动态调整IP地址池和租期，适应不同的网络需求。
四、DHCP的局限性
- 依赖服务器：如果DHCP服务器故障，新设备将无法获取IP地址。
- 安全性问题：未经授权的设备可能会接入网络并获取IP地址，存在安全隐患。
- 配置复杂性：在大型网络中，配置和管理DHCP服务器可能较为复杂。
五、DHCP的生动例子
假设你去参加一个大型聚会，但你不知道自己的座位在哪里。于是你开始了一段寻找座位的旅程：
- 发现阶段（Discovery） 你进入聚会场地后，大声喊：“有人能告诉我我的座位在哪里吗？"（广播 DHCP Discover 数据包）。
- 提供阶段（Offer） 聚会的主持人（DHCP服务器）听到你的喊声后，查看座位安排表（IP地址池），找到一个空座位，并对你说：“你可以坐那边的座位。"（发送 DHCP Offer 数据包）。
- 请求阶段（Request） 你听到主持人的话后，回应说：“好的，我接受这个座位。"（发送 DHCP Request 数据包）。
- 确认阶段（Acknowledge） 主持人确认你接受了座位后，正式对你说：“欢迎你坐下，这个座位是你的了。"（发送 DHCP Ack 数据包）。
通过这个过程，你成功找到了自己的座位。DHCP协议的工作原理也是如此，帮助设备在复杂的网络环境中自动找到属于自己的IP地址。