DHCP协议

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网络协议

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 动态主机配置协议是一个应用层协议，主要作用是在网络中自动给设备（如电脑、手机、打印机）分配必要的网络参数，这样就不用手动去设置IP地址了

DHCP原理

DHCP原理比较简单，其实就是一个向DHCP服务申请IP的过程

  1. 刚加入网络时，由于本机没有IP，也不知道DHCP服务的IP地址，所以在子网内进行广播，询问谁能分配一个IP地址；
  2. 非DHCP服务的主机会忽略这个广播消息，只有DHCP服务器收到消息后，会从地址池中选出一个空闲IP，通过广播形式进行回复；
  3. 申请的主机在拿到IP后，再次发起广播，表示就要这个IP了；
  4. 最后DHCP服务再回复确认一下，客户端就正式获得这个IP在一段时间内的使用权了，后续只要续租不过期就行了；

从过程可以看出来，DHCP消息只能基于UDP进行发送，因为TCP是面向连接的，而建立连接就需要互相知道对方IP地址，但是客户端的IP还没有设置，而且它也不知道DHCP是谁。如果使用UDP，就只需要将消息发给255.255.255.255，它是一个特殊地址，并不表示一个具体的主机


在收到服务的DHCP确认后，客户端并不是立刻使用这个IP，而是会连续发三条无偿ARP消息，并将自己的IP和MAC填好，这样做的目的：

  • 告诉子网中其它主机，从现在开始，某个IP属于某个MAC地址，让其它主机更新ARP缓存；
  • 确认子网中有没有其它设备使用这个IP，如果有冲突，再重新走一遍DHCP流程；

DHCP抓包

可以强行让主机的网卡走一遍DHCP流程：sudo ipconfig set en0 DHCP，可以看到目标都是广播地址 255.255.255.255.255

另外，设备也并不是每次入网都需要完整经历DHCP的四个步骤，如果之前使用过某个IP，那么在断网后进行重连，只会经历后面两个步骤，就是确认一下自己的IP仍然可用


参考：