协议分析 DHCP协议解码详解

DHCP协议简介】

 
      DHCP,全称是 Dynamic Host Configuration Protocol﹐中文名为动态主机配置协议,它的前身是 BOOTP,它工作在OSI的应用层,是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获取它们的配置信息的自举协议。
        DHCP使用客户端/服务器模式,请求配置信息的计算机叫做DHCP客户端,而提供信息的叫做DHCP的服务器。DHCP为客户端分配地址的方法有三种:手工配置、自动配置、动态配置。
        DHCP最重要的功能就是动态分配。除了IP地址,DHCP分组还为客户端提供其他的配置信息,比如子网掩码。这使得客户端无需用户动手就能自动配置连接网络。
 

DHCP的工作流程】

    
       发现阶段,即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式(因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的)发送DHCP discover发现信息来寻找DHCP服务器,即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息,但只有DHCP服务器才会做出响应。
 
        提供阶段,即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCP discover发现信息的DHCP服务器都会做出响应,它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机,向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCP offer提供信息。
 
       选择阶段,即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCP offer提供信息,则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCP offer提供信息,然后它就以广播方式回答一个DHCP request请求信息,该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答,是为了通知所有的DHCP服务器,他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址。
 
       确认阶段,即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求信息之后,它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCP ACK确认信息,告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定,另外,除DHCP客户机选中的服务器外,其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址。
 
       重新登录,以后DHCP客户机每次重新登录网络时,就不需要再发送DHCP discover发现信息了,而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后,它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址,并回答一个DHCP ACK确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时(比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用),则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP NACK否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP NACK否认信息后,它就必须重新发送DHCP discover发现信息来请求新的IP地址。
 
      更新租约,DHCP服务器向DHCP客户机出租的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。如果DHCP客户机要延长其IP租约,则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时,DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。

DHCP的报文格式】

 

我们来介绍一下DHCP的报文格式,如图1
 
 
OP(1)
Htype(1)
Hlen(1)
Hops(1)
Transaction  ID(4)
Seconds(2)
Flags(2)
Ciaddr4
Yiaddr4
Siaddr4
Giaddr4
Chaddr16
Sname64
File128
Optionsvariable
 
 
 
(图1   DHCP 报文格式)
OP:若是client送给server的封包,设为1,反向为2
Htype:硬件类别,ethernet1
Hlen:硬件长度,ethernet6
Hops:若数据包需经过router传送,每站加1,若在同一网内,为0
Transaction ID:事务ID,是个随机数,用于客户和服务器之间匹配请求和相应消息;
Seconds:由用户指定的时间,指开始地址获取和更新进行后的时间;
Flags:从0-15bits,最左一bit1时表示server将以广播方式传送封包给 client,其余尚未使用;
Ciaddr:用户IP地址;
Yiaddr:服务器分配给客户的IP地址;
Siaddr:用于bootstrap过程中的IP地址;(服务器的IP地址)
Giaddr:转发代理(网关)IP地址;
Chaddrclient的硬件地址;
Sname:可选server的名称,以0x00结尾;
File:启动文件名;
Options:,厂商标识,可选的参数字段
 
 

【抓包分析】

此次用的软件是:wireshark(在宿舍内)

1.发现阶段:

2.提供阶段:

3.选择阶段

4.确认阶段:

【总结】

 

 

        环境分析:根据上述内容,我的pc获取到ip地址是有经过代理的。而且是只经过一个路由器代理,即是网关。
实验说明:此次实验仅分析pc到网关这个广播域的包走向过程,网关和dhcp服务器之间这里没做分析。
此时实验让自己更加理解了dhcp的获取过程,还熟悉了抓包软件的使用。