DHCP（动态主机配置协议）
DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol，应用层协议，基于UDP，端口：客户端68，服务端67，作用是自动给局域网内主机分配IP地址、子网掩码、网关、DNS等网络参数，避免手工配置IP冲突、配置麻烦的问题。
核心作用
- 自动分配IP地址，实现IP地址租期管理
- 下发子网掩码、默认网关、DNS服务器、域名等参数
- IP地址池统一管理，地址复用，减少IP冲突
DHCP四个报文流程（DORA）
客户端刚接入网络，没有IP，发送广播报文
- Discover（发现）：客户端广播，寻找DHCP服务器；源IP
0.0.0.0，目的255.255.255.255 - Offer（提供）：DHCP服务器回复广播，给出可用IP、租期等信息；一台网络可以有多台DHCP服务器，客户端会收到多个Offer
- Request（请求）：客户端广播，正式请求使用某一台服务器提供的IP；同时通知其他DHCP服务器拒绝它们的Offer
- Acknowledge（确认）：DHCP服务器广播回复Ack，正式分配IP，附带租期、网关、DNS，客户端拿到参数完成配置。
失败情况：NAK，服务器拒绝分配IP；Decline客户端检测IP冲突拒绝该IP。
IP租期
- 拿到IP不是永久使用，有租期，到期前要续租
- 50%租期（T1）：客户端单播向原DHCP服务器发起续租Request
- 成功：服务器Ack，租期刷新
- 无响应：等待到87.5%租期
- 87.5%租期（T2）：广播发起续租，寻找任意DHCP服务器
- 租期到期还没续租成功：IP释放，重新走DORA流程申请IP。
DHCP常见角色
- DHCP Server：服务器，维护地址池，分配IP
- DHCP Client：终端电脑、手机，申请IP
- DHCP Relay（DHCP中继）
DHCP报文是广播，广播报文不能跨VLAN/跨三层。如果DHCP服务器在另一个网段，需要中继代理，把客户端广播报文单播转发给远端DHCP服务器，再把服务器应答传回客户端。解决不同VLAN共用一台DHCP服务器。
地址分配三种方式
- 自动分配：分配永久IP地址
- 动态分配（最常用）：分配带租期IP，到期回收复用
- 静态分配（保留/地址绑定）：MAC地址绑定固定IP，设备每次拿到固定IP（打印机、服务器常用）
相关报文小补充
- Release：客户端主动释放IP
- Inform：客户端已有IP，只向DHCP服务器请求DNS、网关等其他配置参数，不申请IP。
常见故障
- 客户端获取
169.255.x.x地址：DHCP服务器没有响应，Windows自动私有地址APIPA，代表收不到DHCP服务器的Offer。 - IP冲突：同一IP分给两台设备；DHCP会做冲突检测，也可以客户端免费ARP检测。
- 跨VLAN拿不到IP：大概率DHCP中继没有配置。
和静态IP对比
| 模式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| DHCP动态IP | 统一管理，不用手动设置，避免冲突 | IP会变化，依赖DHCP服务，服务故障终端无法上网 |
| 静态IP | IP固定，无需服务器维护 | 手工配置，容易IP冲突，大规模网络维护麻烦 |
拓展小考点
- DHCP基于UDP，广播报文；服务器端口67，客户端68
- APIPA地址段：
169.255.0.0/16，DHCP失效自动分配 - DORA四步流程，中继解决跨网段DHCP
- 租期50%单播续租，87.5%广播续租
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