1、DHCP概述
IPv4是32位IP地址，拥有大约43亿IP地址，平均全球每人还分不到一个，可以说是稀缺资源，所以如果所有用户上网都使用静态IP的话，可能面临IP资源短缺，并且也造成了极大的浪费，毕竟大多用户并没有时刻连在网络上。此时需要一个动态分配IP的机制，于是DHCP应运而生。这有点儿像我们上公共厕所，茅坑相当于IP，人相当于主机，坑就那么几个，大家如果不拉屎也非要占个位子，肯定好多人就在厕所门外憋死了。所以公共厕所的机制就是有人来了，有空位你就上，没空位就排队等着。DHCP就是实现了这样一种机制，有主机上网才会给它分配一个IP地址（这里指的是全局IP，并非局域网IP），该主机下线以后它用的IP就被回收，又可以分配给其他要上网的主机使用，这就最大限度地利用了有限的IP资源。
DHCP 是 Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机分配协议)缩写，在DHCP协议下，不仅客户端主机的IP地址由服务器分配得到，TCP/IP设置也是由服务器发送。可以认为DHCP是BOOTP（Bootstrap Protocol）的增强版，因为DHCP是从BOOTP协议的基础上发展而来的。BOOTP主要应用在无盘工作站上，但使用BOOTP协议的主机IP地址是静态的，缺乏动态性。BOOTP协议这里这里还涉及到一个先有鸡还是先有蛋的问题，有兴趣的可以研究一下RFCS 951和1084。比较起 BOOTP ，DHCP 透过 "租约" 的概念，有效且动态的分配客户端的 TCP/IP 设定，而且，作为兼容考虑，DHCP 也完全照顾了 BOOTP Client 的需求，并且支持BOOTP协议的relay可以转发DHCP报文。
2、DHCP协议下客户端与服务器端的沟通过程
（1）首先寻找 Server。当 DHCP 客户端第一次登录网络的时候﹐客户端发现本机上没有任何 IP 数据设定﹐它会向网络发出一个 DHCP DISCOVER 封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络﹐所以封包的来源地址会为 0.0.0.0﹐而目的地址则为 255.255.255.255﹐然后再附上 DHCP discover 的信息﹐向网络进行广播。这一步的封包中还包含客户端的MAC信息，XID编号等。如果把客户端主机比作一个人，服务器比作公司，这一步就好比是投简历，只不过这个人是在网上满无目的地群发简历，在网上叫嚷：我要工作，谁给我个OFFER！
（2）提供 IP 租用地址。当 DHCP 服务器监听到客户端发出的 DHCP discover 广播后﹐它会从那些还没有租出的地址范围内﹐选择靠前面的未被使用 的IP地址 ，连同其它 TCP/IP 设定，响应给客户端一个 DHCP OFFER 封包，不过服务器要先使用ICMP报文来确定该IP未被其他主机使用。DHCP offer 封包除了包含MAC地址、客户端IP、服务器IP以及其他TCP/IP设置信息外，还会包含一个租约期限的信息。这相当于服务器发给了客户端一份“合同”。这一步好比是有公司收到了他的简历，正好自己这里有职位空缺，就给他个offer吧，顺便把劳动合同也给他了。
（3）客户端响应 IP 租约。如果客户端收到网络上多台 DHCP 服务器的响应﹐只会挑选其中一个 DHCP offer 而已﹐并且会向网络发送一个DHCP request广播封包﹐告诉所有 DHCP 服务器它将指定接受哪一台服务器提供的 IP 地址。但并不是所有 DHCP 客户端都会无条件接受 DHCP 服务器的 offer 。客户端也可以用 DHCP request 向服务器提出 DHCP 选择﹐而这些选择会以不同的号码填写在 DHCP Option Field 里面。这意味着，对于服务器发出的“合同”，客户端可以“讨价还价”，也可以不签，客户端拥有充分的主动权。大学毕业的时候很多人手里捏着好几个OFFER，他会选一个好的offer来签，这一步就是类似这样的功能。
（4）租约确认。当 DHCP 服务器接收到客户端的 DHCP request 之后﹐会向客户端发出一个 DHCPACK 响应﹐以确认 IP 租约的正式生效（好比劳动合同生效，嘻嘻）。此时客户端会广播一个ICMP报文，以确认自己的IP未被使用。如果服务器配置的IP地址可用，就结束了一个完整的 DHCP 工作过程；如果该IP地址不可用，客户端会向服务器发送一个DHCPDECLINE，拒绝使用该IP地址，然后重新开始发送DHCPDISCOVER报文。与DHCPACK响应相反的是DHCPNACK ，如果该IP地址已经失效或已经被其它机器使用，服务器会发送DHCPNACK封包，客户端收到这个封包， 就意味着IP地址分配失败，客户端要重复前面的步骤，即又发送一次DHCP DISCOVER。
应该是IPV6协议才能缓解IPV4数量不够的问题，IPV6协议迟早会代替IPV4的。
