dhcp服务

android联网最最开始就是要拿ip地址，dns地址，掩码，网关等，虽然可以静态设置，但90%的场景都是要用到dhcp动态获取地址。android中有dhcpcd这个服务端负责从网络中获得地址，而系统会通过一个库（libnetutils）去请求和控制服务端。并写入属性共享给开发者。

一、了解一下dhcp协议

我们都知道设备为了上网，必须要有IP地址、掩码、网关地址等信息，上Internet还要有DNS服务器地址。配置静态地址又不是很友好，所以由DHCP协议自动获取配置。DHCP的前身是bootp，所以如果用wireshark抓dhcp包的话，最好用bootp过滤。DHCP分为两部分，一个服务端，一个客户端。所有IP网络配置都由DHCP服务端集中管理，并负责处理客户端的DHCP请求；而客户端则采用服务端分配的网络配置。这里要说一点，DHCP服务器提供两种分配地址的方式，一种是自动分配，客户端第一次从服务端申请到IP后就永久使用；另一种是动态分配，即服务器分配给客户端地址会携带一个续约周期，到期客户端要释放此IP地址，重新去服务器获取新地址或续约地址，动态的好处是一些不用了的设备就会回收地址，节约了IP地址。

以下是dhcp的报文结构并附上一个discoverry请求包对应着理解。

DHCP协议流程

以下是dhcp客户端请求流程及对应的抓包截图

二、dhcpcd的启动

在android系统中，dhcp分为两个部分，一个是dhcpcd作为与网络上DHCP服务器的客户端用来与其通讯，获得网络地址资源；另一个是android系统与dhcpcd交互的（我们暂时称为dhcp client）用来控制和同步数据的。

DHCP服务器与dhcpcd的交互协议之前已经简单说过了，这里主要介绍android系统中dhcp的使用，dhcpcd作为DHCP服务器的客户端又作为android系统的服务端存在于android系统，其源码位于external/dhcpcd下，根据android.mk可以看出，编译生成的一个dhcpcd执行文件，放在/system/bin下。下面我们来看看它又是如何与属性服务关联的。
android属性服务是由init创建的，大家对windows的注册表这个东东有了解的话，就容易理解android的属性服务，一般，系统或应用程序会把自己的一些属性存储在注册表中，即使系统重启或应用重启，它能根据之前在注册表中设置的属性，进行相应的初始化。android提供这个功能就叫做属性服务（property service）。应用程序可通过这个属性机制查询或设置属性，也可以启动或停止一些服务。属性服务会在另一篇讲android启动的时候详细说明，这里只简单的介绍一下。属性服务由init创建，其本身是创建共享内存用于IPC共享，属性服务中的属性及服务来自default.prop,/system/build.prop,/system/default.prop,/data/local.prop和***.rc，属性服务对外是通过socket通信，客户端设置或操作属性服务中的属性或服务，也是通过soket来完成的。
现在回归到dhcpcd的启动，首先dhcpcd是要注册到属性服务中，android系统通过属性服务控制dhcpcd的启动。注册属性服务就要看***.rc文件例如
service dhcpcd_eth0 /system/bin/dhcpcd -ABKLG
class main
disabled
oneshot
系统（libnetutils）通过 property_set(ctrl_prop, DAEMON_NAME);//向名字为dhcpcd的属性service,发送"ctrl.start"启动命令字来启动dhcpcd，用"ctl.stop"停止命令停止dhcpcd。dhcpcd获得的资源会通过脚本设置到属性中。

三、dhcpcd的配置

dhcpcd的配置，一般是启动的时候跟上参数或配置文件完成的，譬如 /system/bin/dhcpcd -ABKL -f dhcpcd.conf或 /system/bin/dhcpcd -n等等，参数的定义晚上都能查到，这里就简单的过一下
dhcpcd [-bdeknpqABDEGKLTV] [-c, --script script] [-f, --config file]
[-h, --hostname hostname] [-i, --vendorclassid vendorclassid]
[-l, --leasetime seconds] [-m, --metric metric]
[-o, --option option] [-r, --request address]
[-s, --inform address[/cidr]] [-t, --timeout seconds]
[-u, --userclass class] [-v, --vendor code, value]
[-y, --reboot seconds] [-z, --allowinterfaces pattern]
[-C, --nohook hook] [-F, --fqdn FQDN] [-I, --clientid clientid]
[-O, --nooption option] [-Q, --require option]
[-S, --static value] [-X, --blacklist address[/cidr]]
[-Z, --denyinterfaces pattern] [interface] [...]
dhcpcd -k, --release [interface]

dhcpcd -x, --exit [interface]

四、dhcpcd在android中数据传递流程

1、封装到netcfg中，可以使用netcfg+参数（netcfg dhcp eth0，netcfg up eth0等）使用。

从 system\core\netcfg下的android.mk可以看出编译生成netcfg命令，而netcfg的功能都在netcfg.c中有一个结构体数组来定义如
struct
{
const char *name;
int nargs;
void *func;
} CMDS[] = {
{ "dhcp", 1, do_dhcp },
{ "up", 1, ifc_up },
{ "down", 1, ifc_down },
{ "deldefault", 1, ifc_remove_default_route },
{ "hwaddr", 2, set_hwaddr },
{ 0, 0, 0 },

};

这里调用netcfg dhcp就会相应的调用到 do_dhcp(1为参数是一个譬如eth0)->dhcp_init_ifc->open_raw_socket，拿到socket的fd调用poll等待激活或超时后填充msg（init_dhcp_discover_msg或init_dhcp_request_msg）->send_message->send_packet->sendmsg(s, &msghdr, 0)发送给DHCP服务器，而在这个循环里也接收receive_packet和解析decode_dhcp_msg，处理dhcp的回复包信息（ack，nak，offer等）。这里要指出流程dhcp_init_ifc这里就已经在libnetutils这个库中处理了，所以dhcp的所有处理包括android调用的都是在此库中完成的。
int dhcp_init_ifc(const char *ifname)
{
省略部分代码
s = open_raw_socket (ifname, hwaddr, if_index);
for (;;) {
r = poll(&pfd, 1, timeout);
if (r == 0) {
if (timeout >= TIMEOUT_MAX) {
printerr("timed out\n");
if ( info.type == DHCPOFFER ) {
printerr("no acknowledgement from DHCP server\nconfiguring %s with offered parameters\n", ifname);
return dhcp_configure(ifname, &info);
}
errno = ETIME;
close(s);
return -1;
}
timeout = timeout * 2;
transmit:
size = 0;
msg = NULL;
switch(state) {
case STATE_SELECTING:
msg = &discover_msg;
size = init_dhcp_discover_msg(msg, hwaddr, xid);
break;
case STATE_REQUESTING:
msg = &request_msg;
size = init_dhcp_request_msg(msg, hwaddr, xid, info.ipaddr, info.serveraddr);
break;
default:
r = 0;
}
if (size != 0) {
r = send_message(s, if_index, msg, size);
if (r < 0) {
printerr("error sending dhcp msg: %s\n", strerror(errno));
}
}
continue;
}
if (r < 0) {
if ((errno == EAGAIN) || (errno == EINTR)) {
continue;
}
return fatal("poll failed");
}
errno = 0;
r = receive_packet(s, &reply);
if (r < 0) {
if (errno != 0) {
ALOGD("receive_packet failed (%d): %s", r, strerror(errno));
if (errno == ENETDOWN || errno == ENXIO) {
return -1;
}
}
continue;
}
  decode_dhcp_msg(&reply, r, &info);
if (state == STATE_SELECTING) {
valid_reply = is_valid_reply(&discover_msg, &reply, r);
} else {
valid_reply = is_valid_reply(&request_msg, &reply, r);
}
switch(state) {
case STATE_SELECTING:
if (info.type == DHCPOFFER) {
state = STATE_REQUESTING;
timeout = TIMEOUT_INITIAL;
xid++;
goto transmit;
}
break;
case STATE_REQUESTING:
if (info.type == DHCPACK) {
printerr("configuring %s\n", ifname);
close(s);
return dhcp_configure(ifname, &info);
} else if (info.type == DHCPNAK) {
printerr("configuration request denied\n");
close(s);
return -1;
} else {
printerr("ignoring %s message in state %d\n",
dhcp_type_to_name(info.type), state);
}
break;
}
}
close(s);
return 0;
}
2、封装为libnetutils库中，提供给jni（android_net_netutils）调用。
android中提供给java层的网络调用接口主要就是NetworkUtils类，其中封装了 android_net_netutils的native方法，而jni的方法又是调用libnetutils提供的方法，而libnetutils才是android主要维护dhcp服务的交互。举一个启动dhcpcd的例子来说明一下
  NetworkUtils.runDhcp(mIface, dhcpResults) 直接调用JNI的native函数 android_net_utils_runDhcp -> android_net_utils_runDhcpCommon-> ::dhcp_do_request(nameStr, ipaddr, gateway, &prefixLength, dns, server, &lease, vendorInfo, domains, mtu)这里获取到ip信息利用 jmethodID回调java层函数设置这些信息到java层的类中。
int dhcp_do_request(const char *interface, char *ipaddr, char *gateway, uint32_t *prefixLength, char *dns[], char *server, uint32_t *lease, char *vendorInfo, char *domain, char *mtu)
{
忽略一些代码
const char *ctrl_prop = "ctl.start";
const char *desired_status = "running";
   snprintf(result_prop_name, sizeof(result_prop_name), "%s.%s.result",
DHCP_PROP_NAME_PREFIX,
p2p_interface);
DHCP_PROP_NAME_PREFIX,
p2p_interface);  拼接字符串result_prop_name=‘dhcp.eth0.result’
   snprintf(daemon_prop_name, sizeof(daemon_prop_name), "%s_%s",
DAEMON_PROP_NAME,
p2p_interface);   拼接字符串daemon_prop_name=‘init.svc.dhcpcd_eth0’
property_set(result_prop_name, "");
if (property_get(HOSTNAME_PROP_NAME, prop_value, NULL) && (prop_value[0] != '\0'))
   snprintf(daemon_cmd, sizeof(daemon_cmd), "%s_%s:-f %s -h %s %s", DAEMON_NAME,
p2p_interface, DHCP_CONFIG_PATH, prop_value, interface);
else
   snprintf(daemon_cmd, sizeof(daemon_cmd), "%s_%s:-f %s %s", DAEMON_NAME,
p2p_interface, DHCP_CONFIG_PATH, interface);
拼接字符串 daemon_cmd=‘dhcpcd_eth0:-f /system/etc/dhcpcd/dhcpcd.conf eth0’
memset(prop_value, '\0', PROPERTY_VALUE_MAX);
   property_set(ctrl_prop, daemon_cmd);
if ( wait_for_property(daemon_prop_name, desired_status, 10) < 0) {
snprintf(errmsg, sizeof(errmsg), "%s", "Timed out waiting for dhcpcd to start");
return -1;
}
if ( wait_for_property(result_prop_name, NULL, 60) < 0) {
snprintf(errmsg, sizeof(errmsg), "%s", "Timed out waiting for DHCP to finish");
return -1;
}
if (!property_get(result_prop_name, prop_value, NULL)) {
/* shouldn't ever happen, given the success of wait_for_property() */
snprintf(errmsg, sizeof(errmsg), "%s", "DHCP result property was not set");
return -1;
}
if (strcmp(prop_value, "ok") == 0) {
char dns_prop_name[PROPERTY_KEY_MAX];
if (fill_ip_info(interface, ipaddr, gateway, prefixLength, dns,
server, lease, vendorInfo, domain, mtu) == -1) {

return -1;

}

return 0;

} else {

snprintf(errmsg, sizeof(errmsg), "DHCP result was %s", prop_value);

return -1;

}

}

这里说明上述几个拼接字符串的作用， daemon_prop_name是用来同步获取dhcpcd当前启动状态的，result_prop_name是通知dhcpcd获取到非NULL结果的属性，启动dhcpcd则使用了启动属性服务的流程property_set(ctrl_prop, daemon_cmd);以后的章节中会详细介绍属性服务的内容，这里只需知道启动属性服务只需传ctl.start+属性服务名称：参数即可（这里为ctl.start+dhcpcd_eth0:-f /system/etc/dhcpcd/dhcpcd.conf eth0）,而停止一个属性服务为ctl.stop+属性服务名称，重启一个属性服务ctl.restart+属性服务名称。

启动dhcpcd属性服务后，就会调用dhcpcd的main函数，从而进入dhcpcd的工作流程。read_config(从配置文件中设置option)->parse_config_line->parse_option->add_options(从传入的参数中设置option)->之后创建了几个event（signal、socket、link_socket、ipv6rs_socket），添加到start_eloop中poll阻塞轮询->init_state->configure_interface->run_script(iface)以reason = "PREINIT"执行脚本->handle_carrier->handle_interface(1, ifname)->start_interface->start_discover->send_discover->send_message((struct interface *)arg, DHCP_DISCOVER, send_discover)->open_sockets中创建了另一个处理dhcp的event(handle_dhcp_packet->bind_interface它是更新reason状态的)->send_raw_packet->sendto发送DHCP_DISCOVER给DHCP服务器。而其中穿插着以reason值执行脚本，从而更新系统dhcp属性，脚本如下

if [[ $interface == p2p* ]]
then
intf=p2p
else
intf=$interface
fi
setprop dhcp.${intf}.reason "${reason}"
case "${reason}" in
BOUND|INFORM|REBIND|REBOOT|RENEW|TIMEOUT)
setprop dhcp.${intf}.ipaddress "${new_ip_address}"
setprop dhcp.${intf}.gateway "${new_routers%% *}"
setprop dhcp.${intf}.mask "${new_subnet_mask}"
setprop dhcp.${intf}.leasetime "${new_dhcp_lease_time}"
setprop dhcp.${intf}.server "${new_dhcp_server_identifier}"
setprop dhcp.${intf}.vendorInfo "${new_vendor_encapsulated_options}"
setprop dhcp.${intf}.mtu "${new_interface_mtu}"
setprop dhcp.${intf}.result "ok"
;;
EXPIRE|FAIL|IPV4LL|STOP|NOCARRIER)
setprop dhcp.${intf}.result "failed"
;;
RELEASE)
setprop dhcp.${intf}.result "released"
;;
esac

dhcpcd各个状态的跳转，这里就不赘述了，因为这篇是介绍android的调用，并不是一片介绍dhcpcd流程的文章，如果以后有机会，也会有专门一篇介绍dhcpcd流程的，根据reason，大概有这几种状态STATIC，IPV4LL，INFORM，TIMEOUT，TEST，RENEW，REBIND，REBOOT，BOUND。

HCIA——DHCP协议及实验wireshark抓包_捕获dns、dhcp协议-CSDN博客

HCIA所有内容：

1、七层参考模型及IP讲解
 2、TCP三次握手讲解
 3、TCP四次挥手讲解及抓包分析
 4、DHCP协议讲解及抓包分析
 5、静态综合实验讲解
 7、静态路由讲解
 8、RIP路由信息协议讲解
 9、动态路由协议讲解
 10、抓包进行分析RIP以及OSPF的包
 11、动态路由OSPF配置综合实验讲解
 12、Vlan虚拟局域网技术讲解
 13、ACL访问控制列表讲解
 14、NAT技术讲解
 15、网络综合实验讲解

DHCP协议（应用层）

认识DHCP

DHCP，动态主机配置协议

定义：

是 RFC 1541（已被 RFC 2131 取代）定义的标准协议，该协议允许服务器向客户端动态分配 IP 地址和配置信息。

两部分：

DHCP协议支持C/S（客户端/服务器）结构，
1、DHCP客户端： 通常为网络中的PC、打印机等终端设备，使用从DHCP服务器分配下来的IP信息，包括IP地址、DNS等。
2、DHCP服务器： 所有的IP网络设定信息都由DHCP服务器集中管理，并处理客户端的DHCP请求。

端口号：

常见的两个端口号：
67即为DHCP服务端（server）
68即为DHCP客户端（client）
DHCP采用UDP作为传输协议，客户端发送消息到DHCP服务器的的67号端口，服务器返回消息给客户端的68号端口。

服务：

通常DHCP 服务器向客户端提供以下信息：
IP 地址，子网掩码以及默认网关
还可以提供其他信息，比如域名服务 (DNS) 服务器等的地址。

服务形式：

DHCP服务器为客户端分配IP地址有三种形式：
第一种：手动分配：管理员将一个IP地址固定分配给一个客户端。
第二种：自动分配：随机地将地址永久性分配给客户端。
第三种：动态分配：随机地将地址分配给客户端使用一段时间。
第三种是 最常见 的使用形式。
地址的有效使用时间段称为租用期，租用期满之前，客户端必须向服务器请求继续租用。
服务器收到请求后才能继续使用，否则无条件放弃。

续租流程：

DHCP服务器向DHCP客户端出租的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。 为了能继续使用原先的IP地址，DHCP客户端会向DHCP服务器发送续租的请求。
DHCP续租的工作流程描述如下：
1、在使用租期过去50%时刻处，客户端向服务器发送单播DHCP REQUEST报文续延租期。
2、如果收到服务器的DHCP ACK报文，则租期相应向前延长，续租成功。
如果没有收到DHCP ACK报文，则客户端继续使用这个IP地址。
在使用租期过去87.5%时刻处，向服务器发送广播DHCP REQUEST报文续延租期。
3、如果收到服务器的DHCP ACK报文，则租期相应向前延长，续租成功。
如果没有收到DHCP ACK报文，则客户端继续使用这个IP地址。
在使用租期到期时，客户端自动放弃使用这个IP地址，并重新DHCP。

DHCP服务流程

在这里插入图片描述
服务流程：
1、客户端广播请求 ：当计算机启动时，会向网络上广播一个特殊的DHCP请求，以寻求可用的IP地址，也就是DHCP请求包（DHCP Discover）广播
2、DHCP服务器提供回应：当DHCP服务器收到客户端的广播请求后，它将从一个 IP 地址池中选择一个未被使用的IP地址，并通过广播方式将其发送回客户端，即为DHCP Offer包。单播
3、DHCP 客户端确认地址：客户端接收到DHCP服务器发来的回应后，它将检查回应中是否包含了一个可用的IP地址，即为DHCP Request包。
如果有，客户端将发送一个确认消息给DHCP服务器，以告知它已经确认了该IP地址。（进行广播）
4、DHCP服务器更新数据库：DHCP服务器接收了客户端的确认消息，它将确认下这个IP地址已经被分配出去。这个信息将保存在DHCP服务器的数据库中，以确保该IP地址在可用时间内不会被分配给其他客户端。即为DHCP ACK 包单播

一、客户端广播请求：

寻找DHCP服务器： 当DHCP客户端第一次登录网络，计算机如果发现本机没有IP地址设定，就会以广播发送DHCP discover包来寻找DHCP服务器，即IP地址为255.255.255.255发送特定的广播信息。而在网络上成功安装了TCP/IP协议的主机就会接收这个广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应。

DHCP Discover报文信息：

在这里插入图片描述
目标MAC为FF-FF-FF-FF-FF-FF (画图时候大多了，图没保存。。。)

二、DHCP服务器提供回应：

服务器分配IP地址： 接收到DHCP discover包的DHCP服务器就会做出响应，它从未分配的IP地址池中挑选一个分配给DHCP客户端，向DHCP客户端发送一个包含分配的IP地址和DHCP Offer。

DHCP Offer报文信息：

在这里插入图片描述

三、DHCP客户端确认地址：

客户端接受IP地址： DHCP客户端接受到DHCP offer后，选择第一个接收到的提供信息，然后以广播的方式回应所有DHCP服务器（DHCP request），该包中包含它所发送给DHCP服务器请求IP的内容以及服务器分给它的IP租期。

DHCP Request报文信息：

在这里插入图片描述

四、DHCP服务器更新数据库：

确认所分配的IP地址： 当DHCP服务器收到DHCP客户端发出的DHCP request之后，便向DHCP客户端单播发送一个包含它所提供的IP地址和DHCP ack，回应可以使用此IP地址。
之后，DHCP客户端将IP地址绑定。同时，其他的DHCP服务器就会收回曾经提供给客户端而客户端未使用的IP地址。

DHCP ACK报文信息：

在这里插入图片描述

wireshark抓DHCP包进行分析

通过Wireshark抓取DHCP获取IP过程的数据报文，这里我用的是Wireshark 4.0.5
这里我采用的是直接抓取，抓取电脑释放IP以及重新DHCP全过程里的数据包。

一、抓取过程：

1、打开Wireshark进行抓包WLAN：

在这里插入图片描述
我们可以看到WLAN有流量波动，所以我将抓取WLAN里交换的数据包。

2、释放IP并重新获取：

在这里插入图片描述
这里首先win加r调出运行窗口，接着输入cmd命令。
输入ipconfig /release进行释放IP
然后输入ipconfig /renew重新获取IP
如下图所示：

此时我们可以看到IP地址已经重新获取完成，wireshark也已经抓包到了全过程。
接着我们结束抓包。

3、使用bootp过滤报文

由于Wireshark在处理DHCP时，使用的是BOOTP协议，所以在Packet Detail 面板中看到的是Bootstrap Protocol，而不是DHCP。

在这里插入图片描述

二、分析所抓取的DHCP包

0.0.0.0表示要么没有IP地址，要么代表所有IP地址。这里则表示网卡还没有获取到ip地址，需要向DHCP服务器申请IP地址。
255.255.255.255用来表示本地网络的广播地址，它不能被转发，不能过过网关。

1、DHCP Release报文

在这里插入图片描述
DHCP客户端向服务器发送DHCP Release数据包，以释放IPv4地址并取消所有剩余的租约。
我们主要学习以下几个报文：

2、DHCP Discover报文

在这里插入图片描述

客户端使用0.0.0.0发送单播数据包，目的地址是255.255.255.255，向DHCP服务器请求分配192.168.123.112这个IP地址。

详细说明：

Message type: Boot Request (1) DHCP消息类型，1表示请求包
Hardware type: Ethernet (0x01) 硬件类型为Ethernet
Hardware address length: 6 硬件地址长度为6
Hops: 0：经过DHCP中继数为0
Transaction ID: 0xe007659f ID为0xe007659f
Seconds elapsed: 0 客户端启动时间
Bootp flags: 0x0000 (Unicast) BOOTP标志字段，此处是单播
0… … … … = Broadcast flag: Unicast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 客户端IP地址
Your (client) IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 自己的（客户端）IP地址
Next server IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 下一阶段使用的DHCP服务器的IP地址
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) DHCP中继器的IP地址
Client MAC address: 02:00:04:78:01:7b (02:00:04:78:01:7b) 客户端的MAC地址
Client hardware address padding: 00000000000000000000 客户端硬件地址填充
Server host name not given 服务器主机名
Boot file name not given 启动文件名
Magic cookie: DHCP 与BOOTP兼容
Option: (53) DHCP Message Type (Discover) DHCP消息类型为53
Length: 1 长度为1
DHCP: Discover (1) 发现包
Option: (61) Client identifier 客户端标识符
Length: 7 长度为7
Hardware type: Ethernet (0x01) 硬件类型为Ethernet
Client MAC address: 02:00:04:78:01:7b (02:00:04:78:01:7b) 客户端MAC地址
Option: (50) Requested IP Address 请求IP地址
Length: 4 长度为4
Requested IP Address: 10.1.1.142 (10.1.1.142) 请求的IP地址
Option: (12) Host Name 客户端主机名
Length: 10 长度为10
Host Name: heetian-PC 主机名为heetian-PC
Option: (60) Vendor class identifier 供应商类标识符
Length: 8 长度为8
Vendor class identifier: MSFT 5.0 供应商标识符为MSFT 5.0
Option: (55) Parameter Request List 参数请求列表
Length: 12 长度是12
Parameter Request List Item: (1) Subnet Mask 子网掩码
Parameter Request List Item: (15) Domain Name 域名
Parameter Request List Item: (3) Router 路由
Parameter Request List Item: (6) Domain Name Server域名服务
Parameter Request List Item: (44) NetBIOS over TCP/IP Name Server #NetBIOS 名称服务
Parameter Request List Item: (46) NetBIOS over TCP/IP Node Type #NetBIOS 节点类型
Parameter Request List Item: (47) NetBIOS over TCP/IP Scope #NetBIOS 作用范围
Parameter Request List Item: (31) Perform Router Discover 完成路由发现
Parameter Request List Item: (33) Static Route 静态路由
Parameter Request List Item: (121) Classless Static Route 无类静态路由
Parameter Request List Item: (249) Private/Classless Static Route (Microsoft) 私有静态路由
Parameter Request List Item: (43) Vendor-Specific Information 供应商特定信息
Option: (255) End
Option End: 255
Padding

3、DHCP Offer报文

在这里插入图片描述

DHCP服务器以单播的形式，往客户端发送DHCP Offer，告诉客户端192.168.123.112地址可用，并给出IP的子网掩码、广播地址。也可以看到IP地址的租期是24个小时，租期的1/2是12小时，租期的7/8是21个半小时。

当拥有时长达到租赁时长一半的时候，机器将发送一个续约包给dhcp服务器，dhcp服务器将发送一个ack确认包，如果未收到，机器将在3/4租赁时长再次发送续约包

详细说明

Bootstrap Protocol (Offer)
Message type: Boot Reply (2) DHCP消息类型，2表示响应包
Hardware type: Ethernet (0x01) 硬件类型为Ethernet
Hardware address length: 6 硬件地址长度为6
Hops: 0 经过DHCP中继数为0
Transaction ID: 0xe007659f ID为0xe007659f
Seconds elapsed: 0 客户端启动时间
Bootp flags: 0x0000 (Unicast) BOOTP标志字段，此处是单播
0… … … … = Broadcast flag: Unicast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 客户端IP地址
Your (client) IP address: 10.1.1.142 (10.1.1.142) 自己的（客户端）IP地址
Next server IP address: 10.1.1.1 (10.1.1.1) 下一阶段使用的DHCP服务器的IP地址
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) DHCP中继器的IP地址
Client MAC address: 02:00:04:78:01:7b (02:00:04:78:01:7b) 客户端的MAC地址
Client hardware address padding: 00000000000000000000 客户端硬件地址填充
Server host name not given 服务器主机名
Boot file name not given 启动文件名
Magic cookie: DHCP 与BOOTP兼容
Option: (53) DHCP Message Type (Discover) DHCP消息类型为53
Length: 1 长度为1
DHCP: Offer (2) 响应包
Option: (54) DHCP Server Identifier DHCP服务标识符
Length: 4 长度为4
DHCP Server Identifier: 10.1.1.1 (10.1.1.1) DHCP服务标识符
Option: (51) IP Address Lease Time IP地址租约的最短时间
Length: 4 长度为4
IP Address Lease Time: (4294967295s) infinity IP地址租约的最短时间为无限期
Option: (1) Subnet Mask 子网掩码
Length: 4 长度为4
Subnet Mask: 255.255.255.0 (255.255.255.0) 子网掩码值是255.255.255.0
Option: (28) Broadcast Address 广播地址
Length: 4 长度为4
Broadcast Address: 10.1.1.255 (10.1.1.255) 广播地址值为10.1.1.255
Option: (6) Domain Name Server 域名服务
Length: 12 长度为12
Domain Name Server: 10.1.1.1 (10.1.1.1) 域名服务地址为10.1.1.1
Domain Name Server: 8.8.8.8 (8.8.8.8) 域名服务地址为8.8.8.8
Domain Name Server: 8.8.8.8 (8.8.8.8) 域名服务地址为8.8.8.8
Option: (3) Router 路由
Length: 4
Router: 10.1.1.1 (10.1.1.1) 路由器地址为10.1.1.1
Option: (15) Domain Name 域名
Length: 17
Domain Name: cs2cloud.internal 域名为cs2cloud.internal
Option: (43) Vendor-Specific Information 供应商特定信息
Length: 7
Value: 020400000001ff
Option: (60) Vendor class identifier 供应商类标识符
Length: 8
Vendor class identifier: MSFT 5.0
Option: (255) End
Option End: 255
Padding

4、DHCP Request报文

在这里插入图片描述

客户端在得到DHCP服务器回复IP地址可用后，即请求分配192.168.123.112地址。 不过，客户端还没有获取到合法的IP地址，依然只能以0.0.0.0发送单播数据包，目的地址255.255.255.255。

详细说明：

Bootstrap Protocol (Request)
Message type: Boot Request (1) DHCP消息类型，1表示请求包
Hardware type: Ethernet (0x01) 硬件类型为Ethernet
Hardware address length: 6 硬件地址长度为6
Hops: 0 经过DHCP中继数为0
Transaction ID: 0xe007659f ID为0xe007659f
Seconds elapsed: 0 客户端启动时间
Bootp flags: 0x0000 (Unicast) BOOTP标志字段，此处是单播
0… … … … = Broadcast flag: Unicast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 客户端IP地址
Your (client) IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 自己的（客户端）IP地址
Next server IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 下一阶段使用的DHCP服务器的IP地址
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) DHCP中继器的IP地址
Client MAC address: 02:00:04:78:01:7b (02:00:04:78:01:7b) 客户端的MAC地址
Client hardware address padding: 00000000000000000000 客户端硬件地址填充
Server host name not given 服务器主机名
Boot file name not given 启动文件名
Magic cookie: DHCP 与BOOTP兼容
Option: (53) DHCP Message Type (Request) DHCP消息类型为53
Length: 1 长度为1
DHCP: Discover (3) 请求包
Option: (61) Client identifier 客户端标识
Length: 7 长度为7
Hardware type: Ethernet (0x01) 硬件类型为Ethernet
Client MAC address: 02:00:04:78:01:7b (02:00:04:78:01:7b) 客户端MAC地址
Option: (50) Requested IP Address 请求IP地址
Length: 4 长度为4
Requested IP Address: 10.1.1.142 (10.1.1.142) 请求的IP地址
Option: (54) DHCP Server Identifier DHCP服务器标识符
Length: 4
DHCP Server Identifier: 10.1.1.1 (10.1.1.1) DHCP标识符为10.1.1.1
Option: (12) Host Name 客户端主机名
Length: 10 长度为10
Host Name: heetian-PC 主机名为heetian-PC
Option: (81) Client Fully Qualified Domain Name 客户端完全合格域名
Length: 13
Flags: 0x00 标志位
0000 … = Reserved flags: 0x00 保留标志位
… 0… = Server DDNS: Some server updates 服务器DDNS
… .0… = Encoding: ASCII encoding 编码格式
… …0. = Server overrides: No override 服务重写
… …0 = Server: Client
A-RR result: 0
PTR-RR result: 0
Client name: heetian-PC 客户端名称
Option: (60) Vendor class identifier 供应商类标识符
Length: 8 长度为8
Vendor class identifier: MSFT 5.0 供应商标识符为MSFT 5.0
Option: (55) Parameter Request List 参数请求列表
Length: 12 长度是12
Parameter Request List Item: (1) Subnet Mask 子网掩码
Parameter Request List Item: (15) Domain Name 域名
Parameter Request List Item: (3) Router 路由
Parameter Request List Item: (6) Domain Name Server 域名服务
Parameter Request List Item: (44) NetBIOS over TCP/IP Name Server NetBIOS名称服务
Parameter Request List Item: (46) NetBIOS over TCP/IP Node Type NetBIOS节点类型
Parameter Request List Item: (47) NetBIOS over TCP/IP Scope NetBIOS作用范围
Parameter Request List Item: (31) Perform Router Discover 完成路由发现
Parameter Request List Item: (33) Static Route 静态路由
Parameter Request List Item: (121) Classless Static Route 无类静态路由
Parameter Request List Item: (249) Private/Classless Static Route (Microsoft) 私有静态路由
Parameter Request List Item: (43) Vendor-Specific Information 供应商特定信息
Option: (255) End
Option End: 255
Padding

5、DHCP ACK报文

在这里插入图片描述

DHCP服务器收到客户端请求后，用ACK数据包回应，正式确认192.168.123.112分配给该客户端。

当拥有时长达到租赁时长一半的时候，机器将发送一个续约包给dhcp服务器，dhcp服务器将发送一个ack确认包，如果未收到，机器将在3/4租赁时长再次发送续约包。

详细说明：

Bootstrap Protocol (ACK)
Message type: Boot Reply (2) DHCP消息类型，2表示响应包
Hardware type: Ethernet (0x01) 硬件类型为Ethernet
Hardware address length: 6 硬件地址长度为6
Hops: 0 经过DHCP中继数为0
Transaction ID: 0xe007659f ID为0xe007659f
Seconds elapsed: 0 客户端启动时间=
Bootp flags: 0x0000 (Unicast) BOOTP标志字段，此处是单播
0… … … … = Broadcast flag: Unicast
.000 0000 0000 0000 = Reserved flags: 0x0000
Client IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) 客户端IP地址
Your (client) IP address: 10.1.1.142 (10.1.1.142) 自己的（客户端）IP地址
Next server IP address: 10.1.1.1 (10.1.1.1) 下一阶段使用的DHCP服务器的IP地址
Relay agent IP address: 0.0.0.0 (0.0.0.0) DHCP中继器的IP地址
Client MAC address: 02:00:04:78:01:7b (02:00:04:78:01:7b) 客户端的MAC地址
Client hardware address padding: 00000000000000000000 客户端硬件地址填充
Server host name not given 服务器主机名
Boot file name not given 启动文件名
Magic cookie: DHCP 与BOOTP兼容
Option: (53) DHCP Message Type (ACK) DHCP消息类型为53
Length: 1 长度为1
DHCP: ACK (5) 确认包
Option: (54) DHCP Server Identifier DHCP服务标识符
Length: 4 长度为4
DHCP Server Identifier: 10.1.1.1 (10.1.1.1) DHCP服务标识符
Option: (51) IP Address Lease Time IP地址租约的最短时间
Length: 4 长度为4
IP Address Lease Time: (4294967295s) infinity IP地址租约的最短时间为无限期
Option: (1) Subnet Mask 子网掩码
Length: 4 长度为4
Subnet Mask: 255.255.255.0 (255.255.255.0) 子网掩码值是255.255.255.0
Option: (28) Broadcast Address 广播地址
Length: 4 长度为4
Broadcast Address: 10.1.1.255 (10.1.1.255) 广播地址值为10.1.1.255
Option: (81) Client Fully Qualified Domain Name 客户端完全合格域名
Length: 30
Flags: 0x03 标志位
0000 … = Reserved flags: 0x00 保留标志位
… 0… = Server DDNS: Some server updates 服务器DDNS
… .0… = Encoding: ASCII encoding 编码格式
… …1. = Server overrides: No override 服务重写
… …1 = Server: Client
A-RR result: 255
PTR-RR result: 255
Client name: Client name: win7-64-1.cs2cloud.internal 客户端名称
Option: (6) Domain Name Server 域名服务
Length: 12 长度为12
Domain Name Server: 10.1.1.1 (10.1.1.1) 域名服务地址为10.1.1.1
Domain Name Server: 8.8.8.8 (8.8.8.8) 域名服务地址为8.8.8.8
Domain Name Server: 8.8.8.8 (8.8.8.8) 域名服务地址为8.8.8.8
Option: (3) Router 路由
Length: 4
Router: 10.1.1.1 (10.1.1.1) 路由器地址为10.1.1.1
Option: (15) Domain Name 域名
Length: 17
Domain Name: cs2cloud.internal 域名为cs2cloud.internal
Option: (43) Vendor-Specific Information 供应商特定信息
Length: 7
Value: 020400000001ff
Option: (60) Vendor class identifier 供应商类标识符
Length: 8
Vendor class identifier: MSFT 5.0
Option: (255) End
Option End: 255
Padding

网络服务-DHCP

1.DHCP简介

DHCP（Dynamtic Host Configuraton Protocol，动态主机配置协议）是一个工作在应用层的局域网网络协议，数据传输时使用UDP不可靠谱传输协议工作，通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配网络资源，使网络环境中的主机能动态的获得IP地址、Gatway地址、DNS服务器地址等信息，能够提升地址的使用率。

2.DHCP工作原理（租约四部曲+续租）

在这里插入图片描述

3.DHCP 服务搭建

在这里插入图片描述

4.DHCP实验部署

在这里插入图片描述
具体实验操作：
1.修改配置文件dhcpd.conf ，将其中前几个不用的subnet注释掉；
2.设置一个subnet要分配的网段和子网掩码，声明可用的IP地址，其余用不到的可以暂时不设置；
3.保留最小租约时间和最大租约时间；

[root@oracle dhcp]# vim dhcpd.conf
# dhcpd.conf
#
# Sample configuration file for ISC dhcpd
#

# option definitions common to all supported networks...
option domain-name "example.org";
option domain-name-servers ns1.example.org, ns2.example.org;

default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;

# Use this to enble / disable dynamic dns updates globally.
#ddns-update-style none;

# If this DHCP server is the official DHCP server for the local
# network, the authoritative directive should be uncommented.
#authoritative;

# Use this to send dhcp log messages to a different log file (you also
# have to hack syslog.conf to complete the redirection).
log-facility local7;

# No service will be given on this subnet, but declaring it helps the 
# DHCP server to understand the network topology.

#subnet 10.152.187.0 netmask 255.255.255.0 {
#}

# This is a very basic subnet declaration.

#subnet 10.254.239.0 netmask 255.255.255.224 {
#  range 10.254.239.10 10.254.239.20;
#  option routers rtr-239-0-1.example.org, rtr-239-0-2.example.org;
#}

# This declaration allows BOOTP clients to get dynamic addresses,
# which we don't really recommend.

#subnet 10.254.239.32 netmask 255.255.255.224 {
#  range dynamic-bootp 10.254.239.40 10.254.239.60;
#  option broadcast-address 10.254.239.31;
#  option routers rtr-239-32-1.example.org;
#}

# A slightly different configuration for an internal subnet.
subnet 192.168.197.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.197.20 192.168.197.200;
#  option domain-name-servers ns1.internal.example.org;
#  option domain-name "internal.example.org";
#  option routers 10.5.5.1;
#  option broadcast-address 10.5.5.31;
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}

4.启动服务，service dhcpd start
5.查看是否启动成功

[root@oracle dhcp]# service dhcpd start
Starting dhcpd:                                            [  OK  ]
[root@oracle dhcp]# netstat -tluna     
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address               Foreign Address             State      
tcp        0      0 0.0.0.0:55647               0.0.0.0:*                   LISTEN      
tcp        0      0 0.0.0.0:111                 0.0.0.0:*                   LISTEN      
tcp        0      0 0.0.0.0:21                  0.0.0.0:*                   LISTEN      
tcp        0      0 0.0.0.0:22                  0.0.0.0:*                   LISTEN      
tcp        0      0 127.0.0.1:631               0.0.0.0:*                   LISTEN      
tcp        0      0 127.0.0.1:25                0.0.0.0:*                   LISTEN      
tcp        0      0 192.168.197.134:22          192.168.197.1:58794         ESTABLISHED 
tcp        0      0 192.168.197.134:22          192.168.197.1:60712         ESTABLISHED 
tcp        0      0 192.168.197.134:22          192.168.197.135:63025       ESTABLISHED 
tcp        0      0 :::51618                    :::*                        LISTEN      
tcp        0      0 :::33060                    :::*                        LISTEN      
tcp        0      0 :::3306                     :::*                        LISTEN      
tcp        0      0 :::111                      :::*                        LISTEN      
tcp        0      0 :::22                       :::*                        LISTEN      
tcp        0      0 ::1:631                     :::*                        LISTEN      
tcp        0      0 ::1:25                      :::*                        LISTEN      
udp        0      0 127.0.0.1:1001              0.0.0.0:*                               
udp        0      0 0.0.0.0:111                 0.0.0.0:*                               
udp        0      0 0.0.0.0:631                 0.0.0.0:*                               
udp        0      0 0.0.0.0:24840               0.0.0.0:*                               
udp        0      0 0.0.0.0:67                  0.0.0.0:*                               
udp        0      0 0.0.0.0:838                 0.0.0.0:*                               
udp        0      0 :::111                      :::*                                    
udp        0      0 :::36291                    :::*                                    
udp        0      0 :::838                      :::*

6.验证，将局域网内的另外一台主机B，ip获取方式改成DHCP
在这里插入图片描述
7.重启另一台主机B的网卡，service network restart (该命令会重启所有网卡，如果怕影响别的网卡服务，可以使用下面这条语句，只启动特定的网卡)

[root@135 ~]# ifdown eth0;ifup eth0

验证主机B，通过DHCP服务来获取IP的新ip地址（之前是静态设置的ip135,现在变成了129）

[root@135 Desktop]# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0C:29:C1:E2:78  
          inet addr:192.168.197.129  Bcast:192.168.197.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fec1:e278/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:12562 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:12696 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:1132479 (1.0 MiB)  TX bytes:1389920 (1.3 MiB)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:5784 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:5784 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0 
          RX bytes:522236 (509.9 KiB)  TX bytes:522236 (509.9 KiB)

8.回到搭建有DHCP服务的主机A上，查看DHCP的服务日志/var/log/messages，进一步了解，DHCP的工作原理（即租约四部曲）。

[root@oracle dhcp]# tail -10 /var/log/messages
Jun 23 06:56:49 oracle dhcpd: Wrote 0 leases to leases file.
Jun 23 06:56:49 oracle dhcpd: Listening on LPF/eth0/00:0c:29:64:b4:6d/192.168.197.0/24
Jun 23 06:56:49 oracle dhcpd: Sending on   LPF/eth0/00:0c:29:64:b4:6d/192.168.197.0/24
Jun 23 06:56:49 oracle dhcpd: Sending on   Socket/fallback/fallback-net
Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPDISCOVER from 00:0c:29:c1:e2:78 via eth0
Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: ns1.example.org: temporary name server failure
Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: ns2.example.org: temporary name server failure
Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPOFFER on 192.168.197.129 to 00:0c:29:c1:e2:78 (135) via eth0
Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPREQUEST for 192.168.197.129 (192.168.197.134) from 00:0c:29:c1:e2:78 (135) via eth0
Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPACK on 192.168.197.129 to 00:0c:29:c1:e2:78 (135) via eth0

获取请求：MAC地址为00:0c:29:c1:e2:78的主机发出来的

Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPDISCOVER from 00:0c:29:c1:e2:78 via eth0

向客户机B发送OFFER

Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPOFFER on 192.168.197.129 to 00:0c:29:c1:e2:78 (135) via eth0

收到来自客户机B的确认IP消息DHCPREQUEST

Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPREQUEST for 192.168.197.129 (192.168.197.134) from 00:0c:29:c1:e2:78 (135) via eth0

发送给客户机B的最终租约确认

Jun 23 07:00:31 oracle dhcpd: DHCPACK on 192.168.197.129 to 00:0c:29:c1:e2:78 (135) via eth0

4.2.DHCP的地址保留实验（固定地址分配）

目的：使得客户机B每次利用DHCP服务获取的IP地址是一样的，保持不变的IP
在这里插入图片描述
修改配置文件：/etc/dhcp/dhcpd.conf

重启DHCPD服务 ：service dhcpd restart

[root@oracle dhcp]# service dhcpd restart
Shutting down dhcpd:                                       [  OK  ]
Starting dhcpd:                                            [  OK  ]

在客户机上执行 ：ifdown eth0;ifup eth0 重启eth0网卡，检查IP地址
在这里插入图片描述

4.3超级作用域（同一局域网）

当局域网的主机台数超过一个网段的台数时，多于255了，需要在不改变为B类网段的情况下，添加主机台数，和之前的局域网主机能够通信。在生产环境中只需要利用路由器（路由器有DHCP的功能）的单臂路由的功能，在原来的基础上，添加另一个IP地址，就可以通过路由器，让不同网段的局域网主机进行通信。
下面为模拟实验环境
在这里插入图片描述

4.4 DHCP中继

模拟的环境就是，局域网A网段的主机A，通过DHCP服务+一台DHCP中继器，可以将局域网B网段的主机B进行连接，使得DHCP服务可以为不同网段的主机，实现分配IP的功能，依靠的就是DHCP中继服务的能力。
下图为本人粗略根据理解所画的草图，正确性不敢保证
在这里插入图片描述

posted @ 2024-03-14 09:47 CharyGao 阅读(399) 评论(0) 收藏举报

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硅基文明

代码改变不了世界，但是改变世界需要代码。

dhcp服务

一、了解一下dhcp协议

二、dhcpcd的启动

三、dhcpcd的配置

四、dhcpcd在android中数据传递流程

HCIA所有内容：

DHCP协议（应用层）

认识DHCP

定义：

两部分：

端口号：

服务：

服务形式：

续租流程：

DHCP服务流程

一、客户端广播请求：

DHCP Discover报文信息：

二、DHCP服务器提供回应：

DHCP Offer报文信息：

三、DHCP客户端确认地址：

DHCP Request报文信息：

四、DHCP服务器更新数据库：

DHCP ACK报文信息：

wireshark抓DHCP包进行分析

一、抓取过程：

1、打开Wireshark进行抓包WLAN：

2、释放IP并重新获取：

3、使用bootp过滤报文

二、分析所抓取的DHCP包

1、DHCP Release报文

2、DHCP Discover报文

详细说明：

3、DHCP Offer报文

详细说明

4、DHCP Request报文

详细说明：

5、DHCP ACK报文

详细说明：

网络服务-DHCP

1.DHCP简介

2.DHCP工作原理（租约四部曲+续租）

3.DHCP 服务搭建

4.DHCP实验部署

4.2.DHCP的地址保留实验（固定地址分配）

4.3超级作用域（同一局域网）

4.4 DHCP中继