【原理總結】DHCP數據包分析

協議分析 － DHCP協議解碼詳解

【DHCP協議簡介】

 

      DHCP，全稱是 Dynamic Host Configuration Protocol﹐中文名爲動態主機配置協議，它的前身是 BOOTP，它工做在OSI的應用層，是一種幫助計算機從指定的DHCP服務器獲取它們的配置信息的自舉協議。

        DHCP使用客戶端/服務器模式，請求配置信息的計算機叫作DHCP客戶端，而提供信息的叫作DHCP的服務器。DHCP爲客戶端分配地址的方法有三種：手工配置、自動配置、動態配置。

        DHCP最重要的功能就是動態分配。除了IP地址，DHCP分組還爲客戶端提供其餘的配置信息，好比子網掩碼。這使得客戶端無需用戶動手就能自動配置鏈接網絡。

 

【DHCP的工做流程】

    

       發現階段，即DHCP客戶機尋找DHCP服務器的階段。DHCP客戶機以廣播方式（由於DHCP服務器的IP地址對於客戶機來講是未知的）發送DHCP discover發現信息來尋找DHCP服務器，即向地址255.255.255.255發送特定的廣播信息。網絡上每一臺安裝了TCP/IP協議的主機都會接收到這種廣播信息，但只有DHCP服務器纔會作出響應。

 

        提供階段，即DHCP服務器提供IP地址的階段。在網絡中接收到DHCP discover發現信息的DHCP服務器都會作出響應，它從還沒有出租的IP地址中挑選一個分配給DHCP客戶機，向DHCP客戶機發送一個包含出租的IP地址和其餘設置的DHCP offer提供信息。

 

       選擇階段，即DHCP客戶機選擇某臺DHCP服務器提供的IP地址的階段。若是有多臺DHCP服務器向DHCP客戶機發來的DHCP offer提供信息，則DHCP客戶機只接受第一個收到的DHCP offer提供信息，而後它就以廣播方式回答一個DHCP request請求信息，該信息中包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內容。之因此要以廣播方式回答，是爲了通知全部的DHCP服務器，他將選擇某臺DHCP服務器所提供的IP地址。

 

       確認階段，即DHCP服務器確認所提供的IP地址的階段。當DHCP服務器收到DHCP客戶機回答的DHCP request請求信息以後，它便向DHCP客戶機發送一個包含它所提供的IP地址和其餘設置的DHCP ACK確認信息，告訴DHCP客戶機可使用它所提供的IP地址。而後DHCP客戶機便將其TCP/IP協議與網卡綁定，另外，除DHCP客戶機選中的服務器外，其餘的DHCP服務器都將收回曾提供的IP地址。

 

       從新登陸，之後DHCP客戶機每次從新登陸網絡時，就不須要再發送DHCP discover發現信息了，而是直接發送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當DHCP服務器收到這一信息後，它會嘗試讓DHCP客戶機繼續使用原來的IP地址，並回答一個DHCP ACK確認信息。若是此IP地址已沒法再分配給原來的DHCP客戶機使用時（好比此IP地址已分配給其它DHCP客戶機使用），則DHCP服務器給DHCP客戶機回答一個DHCP NACK否定信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCP NACK否定信息後，它就必須從新發送DHCP discover發現信息來請求新的IP地址。

 

      更新租約，DHCP服務器向DHCP客戶機出租的IP地址通常都有一個租借期限，期滿後DHCP服務器便會收回出租的IP地址。若是DHCP客戶機要延長其IP租約，則必須更新其IP租約。DHCP客戶機啓動時和IP租約期限過一半時，DHCP客戶機都會自動向DHCP服務器發送更新其IP租約的信息。

【DHCP的報文格式】

 

咱們來介紹一下DHCP的報文格式，如圖1，

 

 

OP(1) Htype(1) Hlen(1) Hops(1) Transaction  ID(4) Seconds(2) Flags(2) Ciaddr （ 4 ） Yiaddr （ 4 ） Siaddr （ 4 ） Giaddr （ 4 ） Chaddr （ 16 ） Sname （ 64 ） File （ 128 ） Options （ variable ）

（圖1   DHCP的 報文格式）

OP：如果client送給server的封包，設爲1，反向爲2；

Htype：硬件類別，ethernet爲1；

Hlen：硬件長度，ethernet爲6；

Hops：若數據包需通過router傳送，每站加1，若在同一網內，爲0；

Transaction ID：事務ID，是個隨機數，用於客戶和服務器之間匹配請求和相應消息；

Seconds：由用戶指定的時間，指開始地址獲取和更新進行後的時間；

Flags：從0-15bits，最左一bit爲1時表示server將以廣播方式傳送封包給 client，其他還沒有使用；

Ciaddr：用戶IP地址；

Yiaddr：服務器分配給客戶的IP地址；

Siaddr：用於bootstrap過程當中的IP地址；（服務器的IP地址）

Giaddr：轉發代理（網關）IP地址；

Chaddr：client的硬件地址；

Sname：可選server的名稱，以0x00結尾；

File：啓動文件名；

Options：，廠商標識，可選的參數字段

 

 

【抓包分析】

這次用的軟件是：wireshark（在宿舍內）

1.發現階段：

2.提供階段：

3.選擇階段

4.確認階段：

【總結】

 

 

        環境分析：根據上述內容，個人pc獲取到ip地址是有通過代理的。並且是隻通過一個路由器代理，便是網關。

實驗說明：這次實驗僅分析pc到網關這個廣播域的包走向過程，網關和dhcp服務器之間這裏沒作分析。

此時實驗讓本身更加理解了dhcp的獲取過程，還熟悉了抓包軟件的使用。