分享一个小故事查看dns地址，“2017年夏季，某集团因打印机老旧需要替换升级，新设备由各区域分公司人员自行安装调试。操作人员配置网络时，错误的将网关IP配置在打印机本地网卡中，导致整个办公室网络时断时续，100多人半天的时间无法正常办公，严重影响该分公司桌面业务运行”。诸如此类因手动配置IP引起的生产故障还有很多，因此大部分企业开始使用动态地址分配的方法取代传统手动配置。今天就为大家普及关于动态地址分配的基础知识，希望在日常的工作中可以提供帮助。enjoy：
动态主机配置协议（DHCP）：是一个局域网的网络协议，由服务器控制一个动态的IP地址段范围，客户端接入网络时，服务器通过监听客户端请求的报文自动为客户端配置IP地址、网关地址、子网掩码、主备DNS等关键配置项。这样不仅减少因手动配置产生的网络故障，还能提高地址使用率。简单的来说，DHCP就是一个不需要账号密码认证，自动给网内客户端分配IP地址等信息的协议。
1. DHCP部署场景
DHCP作为办公网重要的基础支撑服务，由于其可以为多个网段同时分配IP地址，同时为保证其具有良好的运行环境，现网部署时通常在数据中心内使用专业的服务器进行部署。
DHCP服务器部署拓扑
2. DHCP运行原理
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2.1. DHCP地址获取流程
DHCP获取地址流程
客户端自动获取地址分为发现、提供、选择、确认四个阶段，下面针对四个阶段进行详细解释。
①发现阶段：即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户端以广播方式(因为DHCP服务器的IP地址对于客户端来说是未知的)发送DHCPDISCOVER信息来寻找网络中的DHCP服务器，三层网关设备收到DISCOVE的广播请求后，使用单播的方式将报文中继转发至指定的DHCP服务器中。DHCP服务器收到DISCOVE报文后视为第一阶段结束。
②提供阶段：DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器收到客户端发送的DISCOVER报文后，首先识别该报文中继的源网关地址，并在网关地址对应的网络内寻找未使用的IP地址。DHCP服务器主动发送ping包去检测预分配IP是否在线，确认ping包超时后，即认为预分配IP没有在网络中被使用。DHCP服务器使用单播的方式向三层网关设备发送包含分配的IP地址、网关地址、子网掩码地址、DNS地址等其他设置的DHCPOFFER信息报文，三层网关设备收到DHCPOFFER报文后，在对应的二层网络内进行广播，客户端通过监听广播的方式收到DHCPOFFER报文后，视为第二阶段结束。
③选择阶段：DHCP客户端选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户端发送DHCPOFFER信息，理论上DHCP客户端会使用第一个接收到的DHCPOFFER。客户端以广播的方式回答一个DHCPREQUEST报文。三层网关设备收到REQUEST广播报文后，使用单播的方式将报文中继转发至指定的DHCP服务器中。DHCP服务器收到REQUEST报文后视为第三阶段结束。
④确认阶段：即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到客户端回答的DHCPREQUEST报文后，DHCP服务器使用单播的方式向三层网关设备发送包含分配的IP地址、网关地址、子网掩码地址、DNS地址等其他设置的DHCPACK信息报文，三层网关设备收到DHCPACK报文后，在对应的二层网络内进行广播，客户端通过监听广播的方式收到DHCPACK报文后，客户端主动在二层网络中发送arp报文，验证DHCPACK报文中包含的IP地址没有被其他客户端使用，确认arp报文超时后，视为第四阶段结束。至此，客户端成功获得IP地址，可开始正常使用。
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2.2. DHCP地址续约流程
DHCP地址续约流程
当客户端成功获取IP地址后会根据IP地址使用租期自动启动续约过程，客户端续约有两个关键时间。如果将地址使用租期用T来表示，第一次续约T1=1/2T，第二次续约T2=3/4T，接下来针对两个续约过程进行详细解释。
①T1时间续约：客户端通过DHCP服务器获取IP地址时，自动检索ACK报文中关于租约时间的option，并主动记录这个时间。如果地址使用时间到达T1时间时，客户端希望连续使用这个地址。客户端会使用单播的方式向DHCP服务器发送DHCPREQUEST报文延续租期。DHCP服务器收到报文后检查本地租约信息，确认这个IP地址没有分配给其他客户端时，会使用单播的方式回复DHCPACK报文。至此客户端完成地址续约，并且地址使用时间从当前开始向后顺延T时间。
②T2时间续约：如果T1时间续约失败后，客户端认为之前分配地址的DHCP服务器已经故障，为了保证已经获得的IP地址可以正常使用，客户端会在T2时间使用广播的方式发送DHCPREQUEST报文，目的是收到该报文的所有DHCP服务器都可以为客户端续约使用。三层网关设备收到报文后，会使用单播的方式将该报文中继至DHCP服务器。DHCP服务器收到报文后检查本地租约信息，确认这个IP地址没有分配给其他客户端时，会使用单播的方式回复DHCPACK报文，至此客户端完成地址续约，并且地址使用时间从当前开始向后顺延T时间。
3. 技术验证
实践是检验真理的唯一标准，上述内容都是理论讲解，接下来进入实操干货。测试场景见下图：
DHCP测试拓扑
客户端抓包（含地址分配和续约过程）
ACK报文
4. 写在最后
通过以上小实验可以看出，DHCP协议在无人值守情况下自动配置IP过程相对简单，通过管理服务器配置可以实现终端关键配置快速下发的同时，支持与PING检查机制配合使用，在手动IP和自动获取IP的混合场景中查看dns地址，有效的避免因IP冲突而产生的安全故障。
关于ZDNS
互联网域名系统国家工程研究中心（简称ZDNS）是国家发改委批复的国家级工程研究中心，是工信部批准的根镜像运行机构，是中科院计算机网络信息中心孵化的专注于域名领域的高新技术企业；ZDNS连续四年在DDI（DNS、DHCP、IPAM）设备领域市场占有率第一，服务金融、广电、教育、政府、军工、医疗、互联网等多个行业，全球近千家大型企业。
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