DHCP协议介绍
在常见的小型网络中（例如家庭网络和学生宿舍网），网络管理员都是采用手工分配IP地址的方法，而到了中、大型网络，这种方法就不太适用了。在中、大型网络，特别是大型网络中，往往有超过100台的客户机，手动分配IP地址的方法就不太合适了，不仅效率太低而且容易出错。因此，我们必须引入一种高效的IP地址分配方法；DHCP协议为我们解决这一难题提供高效方法。
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）：DHCP协议的前身是BOOTP协议，是一个局域网的网络协议，位于TCP/IP模型的应用层，使用UDP协议工作，常用的2个端口：67（DHCP server），68（DHCP client）。其主要功能就是为客户端分配IP信息（IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址）
DHCP启动流程
DHCP主要启动流程如下，主要有以下几个阶段：
- DHCP发现（DISCOVER）
- DHCP提供（OFFER）
- DHCP请求（REQUEST）
- DHCP确认（Acknowledge，ACK）
- DHCP释放(RELEASE)
DHCP请求IP地址的过程如下：
1）主机发送DHCP DISCOVER广播包在网络上寻找DHCP服务器；
2）DHCP服务器向主机发送DHCP OFFER单播数据包，包含IP地址、MAC地址、域名信息以及地址租期；
3）主机发送DHCP REQUEST广播包，正式向服务器请求分配已提供的IP地址；
4）DHCP服务器向主机发送DHCP ACK单播包，确认主机的请求
5）租约到期，客户机发送DHCP Release报文，DHCP服务器回收被分配的IP地址
DHCP流程讲解
1. DHCP Discover阶段
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，即向地址为255.255.255.255，端口号为67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。
在Discover阶段客户端也可以请求它使用的最后一个IP地址作为将要分配的IP，我这里最后使用的IP为192.168.0.110.
2. DHCP OFFER阶段
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（DNS地址,IP地址，子网地址，DHCP服务地址等）。、
在offer阶段的Dst地址可以是255.255.255.255或者是DISCOVER阶段附加的Requested 地址，这里为第二种。
3. DHCP REQUEST阶段
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。
4. DHCP ACK阶段
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.
5. DHCP RELEASE阶段
释放阶段，即客户机租约到期，客户机发送DHCP Release报文给DHCP服务器，DHCP服务器回收被分配的IP地址。
此外，在实际过程中可能还存在着两个阶段：重新登录阶段以及更新租约阶段。
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。
当客户端获取到IP信息时，在cmd命令冲执行ipconfig /renew客户机‘192.168.0.110’则会发起Request请求，如果该地址没有被其他机器使用，DHCP服务器则发起ACK信息，如下图所示：
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。
DHCP协议的不足
DHCP协议在给大量客户机分配IP信息提供了便利性，但是该协议在某些场景也有其缺点：
- DHCP服务器提供IP地址具有随机性，具有不确定性
- DHCP服务器只能管理通过DHCP协议分配的IP地址，若用户手动分配IP，可能存在两台IP地址冲突
- 若在一个局域网中存在两个DHCP服务器，客户机获取的IP地址可能冲突或者获取非预期IP地址。
DHCP服务器和测试命令
本台pc机器是通过路由器接入家庭网络，而该台TPLink则充当DHCP服务器，实现客户端机的IP分配。
为了分析DHCP协议启动过程需要使用ipconfig命令以及wireshark工具进行抓包分析。
wireshark抓包
ipconfig命令
其中ipconfig /release 为释放IPV4地址信息,ipconfig /renew为更新IPV4地址信息
如果不足，欢迎指正~~
参考文章：
https://zh.wikipedia.org/wiki/动态主机设置协议
http://www.elecfans.com/baike/wangluo/luyouqi/20180306643883.html
