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dhcp协议解码详解

一、dhcp协议简介

dhcp，全称是 dynamic host configuration protocol﹐中文名为动态主机配置协议，它的前身是 bootp，它工作在osi的应用层，是一种帮助计算机从指定的dhcp服务器获取它们的配置信息的自举协议。

dhcp使用客户端/服务器模式，请求配置信息的计算机叫做dhcp客户端，而提供信息的叫做dhcp的服务器。dhcp为客户端分配地址的方法有三种：手工配置、自动配置、动态配置。

dhcp最重要的功能就是动态分配。除了ip地址，dhcp分组还为客户端提供其他的配置信息，比如子网掩码。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。

1.  dhcp的工作流程

发现阶段，即dhcp客户机寻找dhcp服务器的阶段。dhcp客户机以广播方式（因为dhcp服务器的ip地址对于客户机来说是未知的）发送dhcp discover发现信息来寻找dhcp服务器，即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了tcp/ip协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有dhcp服务器才会做出响应。

提供阶段，即dhcp服务器提供ip地址的阶段。在网络中接收到dhcp discover发现信息的dhcp服务器都会做出响应，它从尚未出租的ip地址中挑选一个分配给dhcp客户机，向dhcp客户机发送一个包含出租的ip地址和其他设置的dhcp offer提供信息。

选择阶段，即dhcp客户机选择某台dhcp服务器提供的ip地址的阶段。如果有多台dhcp服务器向dhcp客户机发来的dhcp offer提供信息，则dhcp客户机只接受第一个收到的dhcp offer提供信息，然后它就以广播方式回答一个dhcp request请求信息，该信息中包含向它所选定的dhcp服务器请求ip地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的dhcp服务器，他将选择某台dhcp服务器所提供的ip地址。

确认阶段，即dhcp服务器确认所提供的ip地址的阶段。当dhcp服务器收到dhcp客户机回答的dhcp request请求信息之后，它便向dhcp客户机发送一个包含它所提供的ip地址和其他设置的dhcp ack确认信息，告诉dhcp客户机可以使用它所提供的ip地址。然后dhcp客户机便将其tcp/ip协议与网卡绑定，另外，除dhcp客户机选中的服务器外，其他的dhcp服务器都将收回曾提供的ip地址。

重新登录，以后dhcp客户机每次重新登录网络时，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的ip地址的dhcp request请求信息。当dhcp服务器收到这一信息后，它会尝试让dhcp客户机继续使用原来的ip地址，并回答一个dhcp ack确认信息。如果此ip地址已无法再分配给原来的dhcp客户机使用时（比如此ip地址已分配给其它dhcp客户机使用），则dhcp服务器给dhcp客户机回答一个dhcp nack否认信息。当原来的dhcp客户机收到此dhcp nack否认信息后，它就必须重新发送dhcp discover发现信息来请求新的ip地址。

更新租约，dhcp服务器向dhcp客户机出租的ip地址一般都有一个租借期限，期满后dhcp服务器便会收回出租的ip地址。如果dhcp客户机要延长其ip租约，则必须更新其ip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服务器发送更新其ip租约的信息。

2.  dhcp的报文格式

我们来介绍一下dhcp的报文格式，如图1，

图1   dhcp的 报文格式

• op：若是client送给server的封包，设为1，反向为2；
• htype：硬件类别，ethernet为1；
• hlen：硬件长度，ethernet为6；
• hops：若数据包需经过router传送，每站加1，若在同一网内，为0；
• transaction id：事务id，是个随机数，用于客户和服务器之间匹配请求和相应消息；
• seconds：由用户指定的时间，指开始地址获取和更新进行后的时间；
• flags：从0-15bits，最左一bit为1时表示server将以广播方式传送封包给 client，其余尚未使用；
• ciaddr：用户ip地址；
• yiaddr：客户ip地址；
• siaddr：用于bootstrap过程中的ip地址；
• giaddr：转发代理（网关）ip地址；
• chaddr：client的硬件地址；
• sname：可选server的名称，以0x00结尾；
• file：启动文件名；
• options：，厂商标识，可选的参数字段

二、解码信息

通过dhcp的 工作流程，我们知道从dhcp服务器获取配置信息的4个阶段中，dhcp客户端会出现有4种报文（dhcpdiscovery，dhcpoffer，dhcprequest，dhcpack）。我们分别来看看4报文的解码内容：

1.  发现阶段

使用科来网络分析系统捕获dhcp discovery 数据包，如图2，

图2  dhcp discovery数据包解码

由图2可以看到dhcp discovery包的解码信息，由于dhcp是bootp的以个扩展，，dhcp兼容bootp，我们可以看到bootp和dhcp的解码。

2.  提供阶段

使用科来网络分析系统捕获dhcp offer数据包，如图3，

图3  dhcp offer数据包解码

3.  选择阶段

使用科来网络分析系统捕获dhcp request数据包，如图4,

图4  dhcp request数据包解码

4.  确认阶段

使用科来网络分析系统捕获dhcp ack数据包，如图5,

图5  dhcp ack数据包解码

以上为dhcp工作的4种数据包，每种数据包都是有区别的。

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