DHCP的若干原理解释

搜罗了几种关于dhcp的原理和过程解释

DHCP（Dynamic Host ConfigurationProtocol，动态主机配置协议）是IETF为实现IP的自动配置而设计的协议，它可以为客户机自动分配IP地址、子网掩码以及缺省网关、DNS服务器的IP地址等TCP/IP参数。了解DHCP工作过程可以帮助我们排除有关DHCP服务遇到的问题。DHCP协议是基于UDP层之上的应用，本文结合抓报所得数据分析DHCP协议实现原理

一、先了解一下需要抓取的DHCP报文

客户发出的IP租用请求报文

客户端向68端口（bootps）广播请求配置，。客户端向68端口（bootps）广播请求配置，服务器向67端口（bootpc）广播回应请求。客户端向68端口广播请求配置，服务器向67端口广播回应请求。

DHCP回应的IP租用提供报文

任何接收到DHCPDISCOVER广播包并且能够提供IP地址的DHCP服务器，都会通过UDP端口68给客户机回应一个DHCPOFFER广播包，提供一个IP地址。该广播包的源IP地址为DCHP服务器IP，目标IP地址为255.255.255.255；包中还包含提供的IP地址、子网掩码及租期等信息。

客户选择IP租用报文

客户机从不止一台DHCP服务器接收到提供之后，会选择第一个收到的DHCPOFFER包，并向网络中广播一个DHCPREQUEST消息包，表明自己已经接受了一个DHCP服务器提供的IP地址。该广播包中包含所接受的IP地址和服务器的IP地址。所有其他的DHCP服务器撤消它们的提供以便将IP地址提供给下一次IP租用请求。

DHCP服务器发出IP租用确认报文

被客户机选择的DHCP服务器在收到DHCPREQUEST广播后，会广播返回给客户机一个DHCPACK消息包，表明已经接受客户机的选择，并将这一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入该广播包发给客户机。

客户配置成功后发出的公告报文

ok 大致的过程就是如上所示，上面也是我摘抄的，似乎说的比较详细，简单的说就是在一个存在dhcp服务器的网络环境中，客户端发送一个目标地址为255.255.255.255的广播给网络中的所有主机，其他客户端收到此消息会直接丢弃，而dhcp服务器收到此消息后则会从其地址池中随机选择一个ip给发送此消息的客户端来配置其网络参数，客户端接收到消息后，就开始处理本身的网络参数，包括网关、dns等等信息，并且会给服务器发送一个确认信息，表示该参数已经被接受了，可别又分给其他客户端。3g无线预警应急广播,农村广播/村村响广播, 广播村村响、广播村村通、可寻址校园广播系统,调频发射机,rds数据广播系统,调频音箱、调频收扩机,山洪灾害预警广播,高频双频调频广播,ip网络广播系统,调频收音机,调频耳机、卡通音箱,音乐广播控制器,一线通寻址广播系统,景区广播、企业广播,数字调频广播设备,音乐打铃器,播出系统,校园广播网,教育设备,多媒体设备。12智能感知系统与信号 处理 13语音识别与处理 14智能图文信息处理 肖 熙 彭良瑞 同上 ①101英语②684数 值分析和图像处理 分析③501综合考 试 15语音处理与机器智能 欧智坚 ①101英语②689随 机过程和应用信息 论基础③501综合 考试 16网络媒体信号处理与 信息安全 17网络定位与导航、网 络信息安全 18图像处理与图像识别 刘长松 ①101英语②684数 值分析和图像处理 分析③501综合考 试 19信息系统安全、通信 与信息系统 王 剑 ①101英语②689随 机过程和应用信息 论基础③501综合 考试 20复杂电子信息系统和 信号处理 21视频信号处理与通 信、多维信号处理 22通信与信息系统、认 知无线网络、立体移动通 信 23信号检测与处理、智 能感知系统与信号处理 24卫星导航安全与对抗。

至此一个客户获取IP的DHCP服务过程基本结束，不过客户获取的IP一般是用租期，到期前需要更新租期，这个过程是通过租用更新数据包来完成的。

客户IP租用更新报文

（1）在当前租期已过去50%时，DHCP客户机直接向为其提供IP地址的DHCP服务器发送DHCPREQUEST消息包。如果客户机接收到该服务器回应的DHCPACK消息包，客户机就根据包中所提供的新的租期以及其它已经更新的TCP/IP参数，更新自己的配置，IP租用更新完成。如果没收到该服务器的回复，则客户机继续使用现有的IP地址，因为当前租期还有50%。

（2）如果在租期过去50%时未能成功更新，则客户机将在当前租期过去87.5%时再次向为其提供IP地址的DHCP联系。如果联系不成功，则重新开始IP租用过程。

（3）如果DHCP客户机重新启动时，它将尝试更新上次关机时拥有的IP租用。如果更新未能成功，客户机将尝试联系现有IP租用中列出的缺省网关。如果联系成功且租用尚未到期，客户机则认为自己仍然位于与它获得现有IP租用时相同的子网上（没有被移走）继续使用现有IP地址。 如果未能与缺省网关联系成功，客户机则认为自己已经被移到不同的子网上，将会开始新一轮的IP租用过程。

DHCP客户机在发出IP租用请求的DHCPDISCOVER广播包后，将花费1秒钟的时间等待DHCP服务器的回应，如果1秒钟没有服务器的回应，它会将这一广播包重新广播四次（以2，4，8和16秒为间隔，加上1~1000毫秒之间随机长度的时间）。四次之后，如果仍未能收到服务器的回应，则运行Windows2000的DHCP客户机将从169.254.0.0/16这个自动保留的私有IP地址（APIPA）中选用一个IP地址，而运行其他操作系统的DHCP客户机将无法获得IP地址。DHCP客户机仍然每隔5分钟重新广播一次，如果收到某个服务器的回应，则继续IP租用过程。

二、设置SNIFFER PRO抓取DHCP通讯报文

本文使用的抓包工具软件是NAI公司推出的功能强大的协议分析软件---Sniffer Pro。Sniffer Pro具有强大的网络分析功能和特征，是解决网络问题的好工具。Sniffer支持丰富的的协议，而且能够进行快速解码分析。Sniffer Pro4.6可以运行在各种Windows平台上（其它类似软件如Netxray不能在Windows 2003和WindowsXP上正常运行）。Sniffer软件比较大，运行时需要的计算机内存比较大，否则运行比较慢，这也是它与Netxray相比的一个缺点。

设置包过滤条件

网络中传输的数据包很多，这里只抓取跟DHCP有关的数据，设置如下：点击Capture菜单，选择define filter打开define filter-capture对话框，设置入图参数。

Address选项

Address: Hardware

Mode:Include

Station 1: 10E08C5FC28A(网卡的物理MAC地址，不同的网卡MAC是不同）

Station 2: any

Advanced选项

IP：ICMP

UDP：BOOTP/DNS（UDP）

Packer Size:ALL

其它用默认设置，给这个配置起个名字：BOOTP

现在可以抓包了

当然你如果对分区单个磁盘进行修复的话，比如你修复d盘，就在输入框上输入【cmd】命令，然后在弹出的命令提示符窗口上输入 【chkdsk d: /f】敲回车就会启动chkdsk磁盘检查工具扫描d分区了。当然你如果对分区单个磁盘进行修复的话，比如你修复d盘，就在输入框上输入【cmd】命令，然后在弹出的命令提示符窗口上输入【chkdsk d: /f】敲回车就会启动chkdsk磁盘检查工具扫描d分区了，如果需要检查其他分区方法类似。12.输入抓包命令，弹出 wireshark 窗口。

三、分析抓到的数据包

用户从DHCP获取IP过程如下：

1、 用户发出DHCPDISCOVER报文；

开始抓报文时首先执行的IPCONFIG/RELEASE命令的作用是用来释放IP，这条报文后面分析，在释放IP后执行的更新IP命令IPCONFIG/RENEW将发起一个DHCP过程，分析从这里开始。现在，客户机没有地址，它就会发出一个DHCPDiscover报文，该报文是广播报文，所有的具有DHCP Server功能的服务器都会收到该报文。

图DHCP5

在图中我们可以看到该报文在链路层中发的确实是广播报文。由于DHCP协议是初始化协议，更简单的说，就是让终端获取IP 地址的协议，既然终端连IP地址都没有，何以能够发出IP报文呢？

为了解决这个问题，DHCP报文的封装采取了如下措施：

如果未找到，则a广播一个arp请求报文（携带主机b的ip地址）,网上所有主机包括b都收到arp请求，但只有主机b识别自己的ip地址，于是向a主机发回一个arp响应报文。报文处理引擎负责查询报文格式定义并指挥报文封装模组及报文解封装模组正确执行指令，以完成报文的封装和解封装。1.一种测试报文处理系统，其包括报文格式定义、完成报文封装的报文封装模组、完成报文解封装的报文解封装模组及报文处理引擎。

2、由于终端没有IP地址，IP头中的原IP规定填为全0。

3、当终端发出DHCP请求报文，它并不知道DHCP SERVER的IP地址，因此IP头中的目标IP填为子网广播IP——全1，以保证DHCP SERVER的IP协议栈不丢弃这个报文。

4、上面的措施保证了DHCPSERVER能够收到终端的请求报文，但仅凭链路层和IP层信息，DHCPSERVER无法区分出DHCP报文，因此终端发出的DHCP请求报文的UDP层中的原端口为68，目标端口DstPort为67。即DHCPSERVER通过知名端口号67来判断一个报文是否是DHCP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DHCPRELAY（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DHCPRELAY，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。

servlet工作原理：首先简单解释一下servlet接收和响应客户请求的过程，首先客户发送一个请求，servlet是调用service()方法对请求进行响应的，通过源代码可见，service()方法中对请求的方式进行了匹配，选择调用doget,dopost等这些方法，然后再进入对应的方法中调用逻辑层的方法，实现对客户的响应。call-rate=r : 设置每秒发送的请求数（默认是每秒0个请求，每一个请求在上一个请求响应后发送）。(3)sta向ap1发送认证请求报文（authenticationrequest）请求接入，ap1回应认证响应报文(authenticationresponse)。

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MAC

Host name 服务器的主机名

Boot file nameClient 的启动配置文件名

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