首先，我们考虑一个主机如何获取IP地址？

有两种获取方法，一种是静态配置，就是从网络管理员获取一个给定的IP地址，也叫硬编码，还有一种就是动态配置IP地址，这就是我们即将要讲的DHCP协议，动态主机配置协议。

静态配置

硬编码。

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硬编码，就是像windows系统中选择给定的IP地址，我们需要指定IP地址，子网掩码和默认网关。默认网关是什么呢？默认网关就是属于这个子网的所有主机，如果将来要离开这个子网，就会被统一转发给这个默认网关指定的IP，我们可以认为它是一个转发路由。如果有多个默认网关，则可以选择其中一个就可以了。

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DHCP协议

• 从服务器动态获取：
  • IP地址
  • 子网掩码
  • 默认网关地址
  • DNS服务器名称与IP地址

• “ 即插即用”

• 允许地址重用

• 支持在用地址续租

• 支持移动用户加入网络

DHCP协议交换信息的基本步骤

• 主机广播 “ DHCP discover” (发现报文)
• DHCP服务器利用 “ DHCP offer” (提供报文) 进行响应
• 主机请求IP地址: “ DHCP request” (请求报文)
• DHCP服务器分配IP地址: “ DHCP ack” (确认报文)

DHCP工作过程示例：

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• DHCP discover
  客户端源地址四个0表示本机，端口号68和服务器的67都是DHCP指定的。发送一个广播报文。在这个网络中的所有主机包括服务器都会收到这个发现报文，但是只有DHCP服务器才会对其进行响应。

• DHCP offer
  我们看到服务器的提供报文里，也是通过广播地址发送的，这很容易理解，因为这个是时候请求主机还没有IP地址，所以需要进行广播，请求主机才能够收到，提供报文会将所分配的IP地址加在报文里，图中的223.1.2.4。那么主机如何知道这是它请求的服务器发来的提供报文呢，通过transaction ID来确认。

• DHCP request
  这里有一个问题，就是为什么主机发送依然是采取广播的方式，实际上这里的作用是，因为整个网络中，不止一个DHCP服务器，所以采取广播的方式，同时也在告诉其他的dhcp服务器，我现在已经确定了我所需要请求的dhcp服务器了，你们别给我发消息了。

• DHCP ack
  服务器收到请求后，会发送确认报文，主机收到之后，就确认可以使用223.1.2.4作为它的IP地址了。

我们可以看到实际上dhcp之间的信息交换，可以分为两块，一块是主机线广播确认找到提供IP的dhcp服务器，然后再从确认的dhcp服务器收取IP地址。

DHCP协议在应用层实现

• 请求报文封装到UDP数据报中
• IP广播
• 链路层广播(e.g. 以太网广播)

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• DHCP服务器构造ACK报文
• 包括分配给客户的IP地址、子网掩码、默认网关、 DNS服务器地址

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