DHCP的报文交互过程

DHCP是一种网络协议，用于给计算机设备分配IP地址、子网掩码、默认网关、DNS等IP参数。DHCP的报文交互过程包括以下几个步骤：

1. DHCP Discover：客户端广播一个DHCP Discover消息，请求dhcp服务器分配一个IP地址；
2. DHCP Offer：服务器收到DHCP Discover消息后，将一个DHCP Offer消息广播给客户端，内容包含可用的IP地址、子网掩码、默认网关等信息；
3. DHCP Request：客户端收到DHCP Offer后，向dhcp服务器发送一个DHCP Request消息，确认使用此IP地址；
4. DHCP Acknowledge：dhcp服务器收到DHCP Request消息后，向客户端发送一个DHCP Acknowledge消息，确认分配此IP地址。

这样，dhcp客户端就获得了一个可用的IP地址，并可以通过该地址与网络上的其他设备进行通信。

相关问题

dhcp报文交互过程

### DHCP 报文交互流程解释

#### 发现阶段
当设备首次接入网络且尚未配置 IP 地址时，会通过广播方式发送 `DHCP Discover` 请求消息来寻找可用的 DHCP 服务器[^3]。

Message Type: DHCP Discover (1)

#### 提供阶段
接收到 `DHCP Discover` 的一台或多台 DHCP 服务器将以单播形式回复 `DHCP Offer` 消息给客户端，其中包含了可供使用的 IP 地址以及其他必要的配置参数。

Message Type: DHCP Offer (2)

#### 选择阶段
客户机会评估所接收的所有 `DHCP Offer` 并从中挑选一个最合适的方案。之后，客户机会向整个局域网内广播一条 `DHCP Request` 消息表明接受哪一个具体的提议，并告知其他潜在的服务端停止提供相同的资源。

Message Type: DHCP Request (3)

#### 确认阶段
最终被选中的 DHCP 服务端会在核实无误后返回 `DHCP Acknowledge` (`DHCP ACK`) 给目标主机正式授予指定的 IP 配置；如果出现问题，则可能回传 `DHCP Negative Acknowledgment` (`DHCP NAK`) 表明此次申请失败[^4]。

Message Type: DHCP Ack (5) or DHCP Nak (6)

一旦完成上述四步握手过程，客户端便可以正常使用获得的 TCP/IP 设置直至租约到期前再次续订或重新启动寻址程序。

DHCP报文如何区分

### 如何区分不同类型的DHCP报文

为了有效地区分不同的动态主机配置协议(DHCP)报文，主要依赖于特定字段的内容以及这些报文中携带的关键信息。每种类型的DHCP消息都有独特的用途，在客户端和服务器之间交换以完成IP地址和其他网络参数的分配。

#### DHCP发现(Discover)

当设备首次连接到网络并寻求获取一个可用的IP地址时发送此消息。它是一个广播请求，旨在寻找任何可响应的DHCP服务器。该报文不包含已知的IP地址，因为这是客户端试图获得的一个资源[^2]。

#### DHCP提供(Offer)

作为对`Discover`消息的回答而发出的消息，其中包含了提议给发起者的IP地址以及其他必要的设置详情。例如，提供的实例中提到的目标地址为192.168.0.108，并且事务ID保持一致以便追踪整个交互过程。此外，还指出了服务器自身的身份（源IP），这里是192.168.0.1。

#### 请求(Request)

一旦接收到多个来自不同服务器的Offer之后，客户机会通过Request来确认接受哪一个所提供的配置选项。这同样是一条广播性质的通知，告知所有监听中的服务器哪个具体的offer被采纳了。

#### 确认(Acknowledge, ACK)

最后阶段由选定的服务端向终端用户返回ACK信号，正式授予先前提出的条件。如果一切正常，则意味着新的通信节点已经成功加入了局域网内，并获得了合法的身份验证所需的一切要素。

除了上述四种基本形式之外还有其他几种辅助性的操作命令用于维护现有的租约关系或是终止不再需要的服务链接等目的。对于每一个具体种类而言，都可以依据它们所特有的属性来进行识别：

- **操作码(op)**：表明这是一个引导程序查询还是应答。
- **硬件地址类型(htype)** 和长度(hlen): 描述物理层接口特性。
- **跳数(hops)** : 表明数据包经过了多少代理转发。
- **交易ID(xid)** ：唯一标识一次对话序列号。
- **秒(ssecs)** 和标志(flags)位: 记录时间戳及特殊指示符。
- **客户端MAC地址(chaddr)** : 设备在网络上的唯一代号。
- **服务器名称(sname)** 和启动文件名(file)：虽然通常为空白但在某些情况下可能含有额外指导信息。
- **魔幻饼干(magic cookie)** 和选项区域(options)：后者尤其重要因为它承载着关于本次会话的各种附加说明，比如所申请/分配的具体IP、子网掩码、默认网关等等。

def parse_dhcp_packet(packet):
    op = packet['op']
    htype = packet['htype']
    hops = packet['hops']
    xid = packet['xid']
    secs = packet['secs']
    flags = packet['flags']
    chaddr = packet['chaddr']
    
    options = extract_options_from_packet(packet)
    
    dhcp_type = determine_dhcp_message_type(options)
    
    return {
        "operation": get_operation_name(op),
        "hardware_address_type": describe_hardware_type(htype),
        "hop_count": hops,
        "transaction_id": format_transaction_id(xid),
        "seconds_elapsed": secs,
        "flags": interpret_flags(flags),
        "client_mac_address": mac_to_string(chaddr),
        "dhcp_message_type": dhcp_type
    }

def determine_dhcp_message_type(options):
    # Assuming the option code for message type is known and constant.
    MESSAGE_TYPE_CODE = 53
    
    if MESSAGE_TYPE_CODE in options:
        value = options[MESSAGE_TYPE_CODE]
        
        types = {1:"Discover", 2:"Offer", 3:"Request", 4:"Decline",
                 5:"Acknowledge", 6:"Nak", 7:"Release"}
                 
        return types.get(value, f"Unknown ({value})")
    else:
        return "No Message Type Found"