本文为个人学习笔记，参考极客时间。
动态主机配置协议（DHCP）
目的：解决客户端繁琐的网络配置
在日常生活中，我们客户端的IP是经常随着我们位置的变化而变化的，比如使用家中的 WIFI 的 IP 与在学校中使用 WIFI 的 IP 肯定是不一样的。如果我们每次更换位置都要重新修改配置文件就很麻烦。对此，我们需要有一个自动配置的协议，也就是动态主机配置（DHCP）。
有了这个协议，网络管理员就轻松很多了。他只需要配置一段共享的 IP 地址。每一台新接入的机器都会通过 DHCP 协议，来这个共享的 IP 地址里申请，然后自动配置好就可以使用网络了。等人走了，就把之前申请到的 IP 地址还回去，其他的机器还能用。
如果是数据中心里面的服务器，IP 一旦配置好，基本不会改变，这就相当于买房自己装修。DHCP 的方式相当于租房子，你无需装修（配置它），DHCP已经帮你配置好了。你暂时用一下，用完还回来就可以了。
具体工作方式分析
-
DHCP Discover
当一台新机器加入一个网络的时候，肯定一脸懵逼，啥都不知道。这时候，他只能大吼一句：“我来啦，有人吗？”
新来的机器使用 IP 为 0.0.0.0 发送一个DHCPDISCOVER广播包，目的 IP 地址为 255.255.255.255。广播包中封装了UDP，UDP封装了BOOTP。
在这个广播包里面，新人大喊：“我是新来的（Boot request），我的 MAC 地址是这个，我还没有 IP，谁能租一个 IP给我？”
- DHCP Offer
如果网络管理员在网络里面配置了 DHCP Server 的话，DHCP Server 就相当于这些 IP 的管理员。他立刻能知道来了一台新机器，这时候，MAC 地址的唯一性就起作用了，当一台机器带着他的 MAC 地址加入网络时，MAC 就是他的唯一身份，如果重复了，DHCP Server 也就认为并没有新机器加入。只有 MAC 地址唯一，DHCP Server 才知道这是一个新人，需要租给他一个 IP 地址。
DHCP Server 大吼回去：“我分配了这个 IP 租给你，你看咋样？”同时一并将分配的 IP、网关、子网掩码和 IP 租用期等信息一起发送回去。
注意：这里“新人”还并没有得到分配的 IP，因此DHCP Server 也只能通过广播发送出去。
- DHCP Request
新来的机器很开心，因为他一“吼”得到了回复，并且有人愿意租给他一个 IP 地址，这意味着他能在网络上立足了。当然，网络中可能有多个 DHCP Server ，它有可能同时收到多个 IP 地址。它会选择其中一个 DHCP Offer，一般会选择最先到达的那个，并且向网络发送一个 DHCP Request 广播数据包。数据包中包含了自己的 MAC 地址、接受的租约中的 IP 地址、提供此租约的 DHCP 服务器地址等，并请求其他的 DHCP Server 撤销他们分配的 IP 地址，以便给下一个新人。
注意：这里新来的机器还未收到 DHCP Server 的最后确认，因此还是以 0.0.0.0 为源 IP 地址，255.255.255.255 为目的 IP 地址进行广播。
- DHCP ACK
当 DHCP Server 收到客户机的 DHCP Request 后，会广播返回客户机一个 DHCP ACK 消息包，表明已经接受客户机的请求，并将 IP 地址的合法租用信息和其他配置信息放到广播包中，发给客户机。
IP 地址的收回和续租
既然是租房子，那么肯定是由租期的，租期到了，管理员就要将房子收回了。
因此，客户机会在租期过去 50% 的时候，直接向为其提供地址的 DHCP Server 发送 DHCP Request 消息包。在客户机接收到 DHCP Server 的 DHCP ACK 消息包后，会根据上面的租期信息更新自己的配置，从而完成续租。
