natdhcp基本原理？

DHCP協議工作原理

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）動態主機設置協定，DHCP是一個局域網的網絡協議，使用UDP協議工作，其前身是BOOTP協議

DHCP工作原理：

一）、DHCP客戶端初始化

1. 廣播尋找DHCP Server（DHCP Discover報文）

當DHCP客戶機第一次登錄網絡的時候（也就是客戶機上沒有任何IP地址數據時），它會通過UDP 67端口向網絡上發出一個DHCP Discover數據包（包中含有客戶機的MAC地址和計算機名等信息）因為客戶機還不知道自己屬于哪一個網絡，所以封包的源地址為0.0.0.0，目標地址為255.255.255.255，然后再附上DHCP Discover的信息，向網絡進行廣播。

DHCP Discover的等待時間預設為1秒，也就是當客戶機將第一個DHCP Discover封包送出去之后，在1秒之內沒有得到回應的話，就會進行第二次DHCP Discover廣播。若一直沒有得到回應，客戶機會將這一廣播包重新發送四次（以2，4，8，16秒為間隔，加上1-1000毫秒之間隨機長度的時間）。如果都沒有得到DHCP Server的回應，客戶機會從169.254.0.0/16這個自動保留的私有IP地址中選用一個IP地址。并且每隔5分鐘重新廣播一次，如果收到某個服務器的響應，則繼續IP租用過程。

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2. 提供IP地址租用（DHCP Offer報文）

當DHCP Server收到客戶機發出的DHCP Discover廣播包，它會從那些還沒有租出去的地址中，選擇最前面的空置IP，連同其它TCP/IP設定，通過UDP 68端口響應給客戶機一個DHCP Offer數據包（包中含有IP地址、子網掩碼、地址租期等信息）。此時還是使用廣播進行通訊，源IP地址為DHCP Server的IP地址，目標地址為255.255.255.255。同時，DHCP Server為此客戶保留它提供的IP地址，從而不會為其它DHCP客戶分配此IP地址。

由于客戶機在開始的時候還沒有IP地址，所以在其DHCP Discover封包內會帶有其MAC地址信息，并且有一個XID編號來辨別該封包，DHCP Server響應的DHCP Offer封包則會根據這些資料傳遞給要求租約的客戶。

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3. 接受IP地址租約（DHCP Request報文）

如果客戶機收到網絡上多臺DHCP服務器的響應，只會挑選其中一個DHCP OFFER（一般是最先到達的那個），并且會向網絡發送一個DHCP Request廣播數據包（包中含有客戶端的MAC地址、接受的租約中的IP地址、提供此租約的DHCP服務器地址等），告訴所有DHCP Server它將接受哪一臺服務器提供的IP地址，所有其它的DHCP服務器撤銷它們的提供以便將IP地址提供給下一次IP租用請求。此時，由于還沒有得到DHCP Server的最后確認，客戶端仍然使用0.0.0.0為源IP地址，255.255.255.255為目標地址進行廣播。

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4. 租約確認（DHCP ACK報文）

當DHCP Server接收到客戶機的DHCP Request之后，會廣播返回給客戶機一個DHCP ACK消息包，表明已經接受客戶機的選擇，并將這一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入該廣播包發給客戶機。

客戶機在接收到DHCP ACK廣播后，會向網絡發送三個針對此IP地址的ARP解析請求以執行沖突檢測，查詢網絡上有沒有其它機器使用該IP地址；如果發現該IP地址已經被使用，客戶機會發出一個DHCP Decline數據包給DHCP Server，拒絕此IP地址租約，并重新發送DHCP Discover信息。此時，在DHCP服務器管理控制臺中，會顯示此IP地址為BAD_ADDRESS。

如果網絡上沒有其它主機使用此IP地址，則客戶機的TCP/IP使用租約中提供的IP地址完成初始化，從而可以和其他網絡中的主機進行通訊。

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二）、DHCP客戶端租期續約

客戶機會在租期過去50%的時候，直接向為其提供IP地址的DHCP Server發送DHCP Request消息包。如果客戶機接收到該服務器回應的DHCP ACK消息包，客戶機就根據包中所提供的新租期以及已經更新的TCP/IP參數，更新自己的配置，IP租用更新完成。如果沒有收到該服務器的回復，則客戶機繼續使用現有的IP地址，因為當前租期還有50%。

如果在租期過去50%的時候沒有更新，則客戶機將在租期過去87.5%的時候再次向為其提供IP地址的DHCP聯系。如果還不成功，到租約的100%時候，客戶機必須放棄這個IP地址，重新申請。如果此時無DHCP可用，客戶機會使用169.254.0.0/16中隨機的一個地址，并且每隔5分鐘再進行嘗試。

三）、DHCP協議8個封裝包作用：

DHCP Discover ------>由客戶端發廣播包請求DHCP服務器

DHCP Offer ------>DHCP服務器響應客戶端的dhcp discover報文并指定相應的配置參數

DHCP Request ------>由客戶端發給DHCP服務器來請求配置參數或者請求租期續約，告知服務器我將使用這個地址

DHCP Ack ------>由服務器發給客戶端，告知你可以使用這個地址

DHCP Decline ------>當客戶端發現地址已經被使用時，用來通知服務器

DHCP Inform ------>客戶端已經有IP地址時用它來向服務器請求其它參數（網關、dns）

DHCP Nak ------>由服務器發送給客戶端來表明客戶端請求的地址不正確（已被使用）或者租期已過期

DHCP Release ------>客戶端要釋放地址時用