关于CWMP基础（三）----（TR111）DHCP

DHCP （TR069）

DHCP协议
1.概述
2.原理
3.DHCP主要实现阶段
- 第一阶段：
- 第二阶段：
- 第三阶段：
- 第四阶段
- 第五阶段
- 第六阶段
4. DHCP报文分析

DHCP协议

1.概述

	协议
定义	DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议，是一个用于局域网的网络协议，位于OSI模型的应用层，使用UDP协议工作，主要有两个用途：
作用	动态分配IP地址，过程自动化，终端无需一一手工配置，配置信息统一管理（DNS,网关），IP地址有限、需要大量配置IP地址、经常移动终端。
适用性	DHCP用一台或一组DHCP服务器来管理网络参数的分配，这种方案具有容错性。甚至对于那些很少改变地址的服务器来说，DHCP仍然被建议用来设置它们的地址。如果服务器需要被重新分配地址（RFC 2071）的时候，就尽可能不去做更改。对于一些设备，如路由器和防火墙，则不应使用DHCP。把TFTP或SSH服务器放在同一台运行DHCP的机器上也是有用的，目的是为了集中管理。
分配IP方式	（1）手工配置方式：通过网络管理员手工配置某台客户端特定的IP地址，当客户端请求分配时，DHCP服务器就将手动配置的IP地址分配给客户端。（2）自动配置方式：当DHCP客户端第一次想服务端租用到第一个IP地址后，就将这个IP地址永久分配给客户端使用。（3）动态配置方式：服务器暂时分配一个IP地址给客户端，根据租约到期或者续约租期的方式来管理分配的IP地址。

2.原理

动态主机设置协议 DHCP是一种使网络管理员能够集中管理和自动分配IP网络地址的通信协议。在IP网络中，每个连接Internet的设备都需要分配唯一的IP地址。DHCP使网络管理员能从中心结点监控和分配IP地址。当某台计算机移到网络中的其它位置时，能自动收到新的IP地址。

DHCP使用了租约的概念，或称为计算机IP地址的有效期。租用时间是不定的，主要取决于用户在某地连接Internet需要多久，这对于教育行业和其它用户频繁改变的环境是很实用的。透过较短的租期，DHCP能够在一个计算机比可用IP地址多的环境中动态地重新配置网络。DHCP支持为计算机分配静态地址，如需要永久性IP地址的Web服务器。

DHCP和另一个网络IP管理协议BOOTP类似。当前两种配置管理协议都得到了普遍使用，其中DHCP更为先进。某些操作系统，如Windows NT/2000，都带有DHCP服务器。DHCP或BOOTP客户端是装在计算机中的一个程序，这样就可以对其进行配置操作。

3.DHCP主要实现阶段

第一阶段：

发现阶段由Client 发送给 Server 端的 discover请求报文。
注：因为DHCP客户端在请求IP地址时并不知到DHCP服务器的位置，因此DHCP客户端会在本地网络中发送请求报文，来发现服务器。所有收到该请求报文的DHCP服务器都会发送应答报文，让Client知道服务端的地址。

第二阶段：

提供阶段：由Server提供IP地址，并发送一个offer报文给客户端。
注：由DHCP服务器收到的discover报文，作出回应。从尚未出租的ip地址中选择一个分配给DHCP客户端，并向客户端发送一个包含出租ip地址及其他设置额的offer提供信息。

第三阶段：

选择阶段：由Client选择来自多台服务器的IP地址，并以广播的形式发送一个request请求给服务端。
注：如果有多台DHCP服务器向客户端发送offer报文，客户端只接受第一个收到的DHCP offer。

第四阶段

确认阶段：由Server确认所提供的ip地址的阶段。
注：当服务器收到客户端的回答请求后，它便向客户端发送一个包含它提供的ip地址信息和其他设置的DHCP ACK确认信息，告诉客户端它所提供的ip地址。然后客户端便将其TCP/IP协议与其网卡相绑定，除了客户端所选择的服务器ip外，DHCP服务器都将收回曾经提供的IP地址。

第五阶段

重新登陆：以后DHCP客户机每次登陆网络时，就不需要再发送DHCP discover发现信息了。而是直接发送包含前一次所分配IP地址的DHCP resquest请求。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让客户机继续使用原来的IP并回答一个DHCP ACK确认信息，如果此IP地址无法分配个原来的DHCP客户机时（比如IP分配给其他DHCP客户机使用），则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP NACK 否认消息，当原来的DHCP客户机收到此消息后，它就必须重新发送DHCP discover发现信息重新请求新的IP地址。

第六阶段

更新租约：DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都由一个租借期限，期满后DHCP服务器会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送其更新租约的信息。

DHCP 释放（RELEASE）

客户端向DHCP服务器发送一个请求来释放DHCP资源，并注销其ip地址。
鉴于客户端更多的时候并不清楚何时用户会将其从网络中移除，此协议不会托管“DHCP释放的发送”。

DHCP NAK
服务器回复客户，客户端要求的网址不能被分配。

4. DHCP报文分析

根据wireshark抓包 ( offer ) 可得：

Op：消息操作代码，2byte，既可以是引导请求（BOOTREQUEST）也可以是引导答复（BOOTREPLY），1为请求报文；2为响应报文。具体的报文类型在option字段中标识。
Htype：硬件地址类型，1byte，表示client硬件地址的类型，1表示以太网类型。
Hlen：硬件地址长度，1byte，以太网的硬件地址长度为6bytes。
Tid：处理ID，1byte，由client端产生的随机数，用于匹配请求和应答报文，就是匹配应答报文是对哪个请求报文做出应答。
Secs：从获取到IP地址或者续约过程开始到现在所消耗的时间，2bytes，客户端进入IP地址申请进程的时间或者更新IP地址进程的时间；由客户端软件根据情况设定。目前没有使用，固定为0。
Flags：标记，2bytes，16bit中只使用了最高位比特（即最左边的比特），这个个比特是广播响应标识位，用来标识DHCP服务器发出的响应报文是广播还是单播，0是单播，1是广播。其余的比特位保留不用，都为0.
Ciaddr：客户机IP地址，4bytes，可以是client自己的IP地址，也可以是server分配给client的IP地址。
Yiaddr：“你的”（客户机）IP地址，4bytes，是server分配给client的IP地址。
Siaddr：在bootstrap中使用的下一台服务器的IP地址，4bytes，是client端获取IP地址等信息的server端的地址。
Giaddr：用于导入的接替代理IP地址，4bytes，是client发出请求报文后经过的第一个中继的IP地址。
Chaddr：客户机硬件，16bytes，是client端的硬件地址，在client发出报文时会把自己网卡的硬件地址写进这个字段。
Sname：任意服务器主机名称，空终止符，64bytes，是client端获取IP地址等信息的服务器名称。
File：DHCP发现协议中的引导文件名、空终止符、属名或者空，DHCP供应协议中的受限目录路径名，
Options：可选参数字段。这个字段包含了终端的初始配置信息和网络配置信息，包括报文类型，有效租期，DNS服务器的IP地址等配置信息。

参考资料：https://blog.csdn.net/scanf_linux/article/details/89415965