DHCP协议解析

动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol），用于自动分配IP、子网掩码、网关、DNS服务器等网络参数，基于UDP协议进行传输。

一、DHCP工作流程

1.客户端发送DHCP Discover，寻找DHCP服务器

2.服务端接收到DHCP Discover，返回一个DHCP Offer，包含可用IP及其他信息

3.客户端接收到DHCP Offer，向服务端发送DHCP Request，验证IP是否可用

4.服务端接收到DHCP Request，向客户端发送DHCP ACK，确认IP可用

DHCP会话过程中，通过“UDP”协议以“广播”的形式进行传输

二、租期与续约

DHCP服务器给客户端分配IP时，通常会带有一个“租期”时间。不同的应用场景，其租期时间不同，像家用的Wifi，租期时间一般为24小时~7天。

1.当客户端使用DHCP服务器分配的IP时间，达到租期时间的50%，则客户端需要主动发起“DHCP Request”报文给服务器，请求更新租期时间，此时的报文是以“单播”的形式发送。

2.当租期时间达到87.5%，仍未收到DHCP服务器的应答，则客户端会转为以“广播”的形式发送“DHCP Request”报文。

3.当租期时间达到100%，仍没有DHCP服务器应答，客户端将放弃使用当前IP，直接重新发起“DHCP Discover”，请求一个新的IP，此时的报文是以“广播”的形式发送。

3.1如果收到ACK，则租期时间重置，使用原有的IP。

3.2如果收到NACK，表示该IP不能继续使用了，需要重新发起一个完整的DHCP流程，即发送“DHCP Discover”请求一个新的IP。

三、重试机制（IPv4）

客户端发送DHCP Discover，服务端未应答，则客户端等待1秒后会进行重发。后续重发，每次等待时间均会以2^n秒递增，如第二次重发为2秒，第三次重发为4秒，第四次重发为8秒......，直到达到最大重发次数停止（通常为10次，总耗时几分钟）。

在Windows系统下，达到最大重发次数仍无应答，客户端自动进入IP自动配置状态。自动生成一个APIPA地址（169.254.0.1~169.254.255.254区间），子网掩码255.255.0.0，每隔5分钟的发送Discover尝试获取DHCP租期。

在Linux系统下，达到最大重发次数仍无应答。若未配置静态IP，则IP保持0.0.0.0，客户端处于无法通信状态。