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DHCP 的工作原理

視乎客戶端是否第一次登錄網路﹐DHCP 的工作形式會有所不同。

第一次登錄的時候﹕

尋找 Server。當 DHCP 客戶端第一次登錄網路的時候﹐也就是客戶發現本機上沒有任何 IP 資料設定﹐它會向網路發出一個 DHCPDISCOVER 封包。因為客戶端還不知道自己屬於哪一個網路﹐所以封包的來源位址會為 0.0.0.0 ﹐而目的位址則為 255.255.255.255 ﹐然後再附上 Dhcpdiscover 的信息﹐向網路進行廣播。

在 Windows 的預設情形下，Dhcpdiscover 的等待時間預設為 1 秒﹐也就是當客戶端將第一個 Dhcpdiscover 封包送出去之後﹐在 1 秒之內沒有得到回應的話﹐就會進行第二次 Dhcpdiscover 廣播。若一直得不到回應的情況下﹐客戶端一共會有四次 ...

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DHCP 的工作原理

視乎客戶端是否第一次登錄網路﹐DHCP 的工作形式會有所不同。

第一次登錄的時候﹕

1. 尋找 Server。當 DHCP 客戶端第一次登錄網路的時候﹐也就是客戶發現本機上沒有任何 IP 資料設定﹐它會向網路發出一個 DHCPDISCOVER 封包。因為客戶端還不知道自己屬於哪一個網路﹐所以封包的來源位址會為 0.0.0.0 ﹐而目的位址則為 255.255.255.255 ﹐然後再附上 Dhcpdiscover 的信息﹐向網路進行廣播。

   在 Windows 的預設情形下，Dhcpdiscover 的等待時間預設為 1 秒﹐也就是當客戶端將第一個 Dhcpdiscover 封包送出去之後﹐在 1 秒之內沒有得到回應的話﹐就會進行第二次 Dhcpdiscover 廣播。若一直得不到回應的情況下﹐客戶端一共會有四次 Dhcpdiscover 廣播(包括第一次在內)﹐除了第一次會等待 1 秒之外﹐其余三次的等待時間分別是 9﹑13﹑16 秒。如果都沒有得到 DHCP 伺服器的回應﹐客戶端則會顯示錯誤信息﹐宣告 Dhcpdiscover 的失敗。之後﹐基於使用者的選擇﹐系統會繼續在 5 分鐘之後再重複一次 Dhcpdiscover 的過程。

2. 提供 IP 租用位址。當 DHCP 伺服器監聽到客戶端發出的 Dhcpdiscover 廣播後﹐它會從那些還沒有租出的位址範圍內﹐選擇最前面的的空置 IP ，連同其它 TCP/IP 設定，回應給客戶端一個 DHCPOFFER 封包。

   由於客戶端在開始的時候還沒有 IP 位址﹐所以在其 Dhcpdiscover 封包內會帶有其 MAC 位址信息﹐並且有一個 XID 編號來辨別該封包﹐DHCP 伺服器回應的 Dhcpoffer 封包則會根據這些資料傳遞給要求租約的客戶。根據伺服器端的設定﹐Dhcpoffer 封包會包含一個租約期限的信息。

3. 接受 IP 租約。如果客戶端收到網路上多台 DHCP 伺服器的回應﹐只會挑選其中一個 Dhcpoffer 而已(通常是最先抵達的那個)﹐並且會向網路發送一個Dhcprequest廣播封包﹐告訴所有 DHCP 伺服器它將指定接受哪一台伺服器提供的 IP 位址。

   同時﹐客戶端還會向網路發送一個 ARP 封包﹐查詢網路上面有沒有其它機器使用該 IP 位址﹔如果發現該 IP 已經被佔用﹐客戶端則會送出一個 DHCPDECLINE 封包給 DHCP 伺服器﹐拒絕接受其 Dhcpoffer ﹐並重新發送 Dhcpdiscover 信息。

   事實上﹐並不是所有 DHCP 客戶端都會無條件接受 DHCP 伺服器的 offer ﹐尤其這些主機安裝有其它 TCP/IP 相關的客戶軟體。客戶端也可以用 Dhcprequest 向伺服器提出 DHCP 選擇﹐而這些選擇會以不同的號碼填寫在 DHCP Option Field 裡面﹕

   號碼	代表意思
   01	Sub-net Mask
   03	Router Address
   06	DNS Server Address
   0F	Domain Name
   2C	WINS/NBNS Server Address
   2E	WINS/NBT Node Type
   2F	NetBIOS Scope ID

   換一句話說﹐在 DHCP 伺服器上面的設定﹐未必是客戶端全都接受﹐客戶端可以保留自己的一些 TCP/IP 設定。而主動權永遠在客戶端這邊。

4. 租約確認。當 DHCP 伺服器接收到客戶端的 Dhcprequest 之後﹐會向客戶端發出一個 DHCPACK 回應﹐以確認 IP 租約的正式生效﹐也就結束了一個完整的 DHCP 工作過程。

參考:http://www.pcnet.idv.tw/pcnet/network/network_ip_dhcp.htm