计算机网络：第6章应用层

6.1 应用层概述

6.2 客户-服务器方式和对等方式

6.2.1 客户-服务器方式（c/s方式）

6.2.2 对等方式（P2P方式）

6.3 动态主机配置协议DHCP

6.3.1 工作流程

如图所示，有两个DHCP服务器和一个DHCP客户，DHCP是TCP/IP协议体系应用层中的协议，使用运输层中UDP提供的服务，会被封装成UDP用户数据报，DHCP服务器的UDP端口为67，DHCP客户的UDP端口号为68。
主机DHCP启用后，DHCP客户广播发送DHCP发现报文，该报文中主要的信息有事务ID和DHCP客户端的MAC地址，封装该报文的IP数据报的源IP地址为0.0.0.0，因为主机目前还未分配IP地址，目的地址为广播地址255.255.255.255，因为目前主机不知道有多少个DHCP服务器，所以要广播。
DHCP服务器接受DHCP发现报文并做出相应，根据DHCP客户端的MAC地址获取配置信息，最终发送DHCP提供报文，该报文的源IP地址为DHCP服务器的IP地址，目的地址为广播地址，因为主机目前还未配置IP地址，为了主机可以收到，只能发送广播地址。
DHCP客户解析DHCP提供报文，如果DHCP提供报文中的事务ID与自己之前发送的DHCP发现报文中的事务ID相同，则接受该报文。DHCP提供报文中还包含配置信息（IP地址、子网掩码、地址租期、默认网关、DNS服务器，其中IP地址会使用ARP确保所选的IP地址未被占用）。
在图中DHCP客户会收到两个DHCP服务器发来的报文，一般选择先到达的报文所对应的服务器，然后向所选择的DHCP服务器发送DHCP请求报文，源地址为0.0.0.0，目的地址为广播地址，报文中封装了事务ID、DHCP客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器端的IP地址等信息。
假设DHCP客户选择DHCP服务器1发送请求，并且该服务器接受了该请求，于是DHCP服务器1发送DHCP确认报文，报文的源IP地址为DHCP服务器1的IP，目的地址为广播地址。
此时主机会使用ARP检测所分配的IP是否已经被占用，如果被占用则会给DHCP服务器发送DHCP谢绝报文，并重新广播DHCP发现报文，否则就可以使用该IP进行通信了。
当租用期过了一半时，DHCP客户会向DHCP服务器发送DHCP请求报文来请求更新租期，该报文的源IP地址为租用到的地址，目的地址为DHCP服务器1的地址。
此时有三种情况：
- 如果DHCP服务器同意则发回DHCP确认报文，DHCP客户得到了新的租用期。
- 如果DHCP服务器拒绝，则发送DHCP否认报文，DHCP客户必须立即停止使用之前租用到的IP，并重新发送DHCP发现报文来重新申请IP地址。
- 若DHCP服务器没有做出响应，则在过了0.875倍的租用期后DHCP客户重新发送DHCP请求报文，继续等待DHCP服务器做出反应，如果在租用期到之前还未反应，则DHCP客户停止使用租用的IP地址，并重新发送DHCP请求报文。
DHCP服务器也可以提前终止提供给DHCP客户的租用期，只要发送DHCP释放报文即可。