什么是DHCP呢？百度百科上面的解释是Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议，是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作， 主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段，在RFC 2131中有详细的描述。DHCP有3个端口，其中UDP67和UDP68为正常的DHCP服务端口，分别作为DHCP Server和DHCP Client的服务端口；546号端口用于DHCPv6 Client，而不用于DHCPv4，是为DHCP failover服务，这是需要特别开启的服务，DHCP failover是用来做“双机热备”的。
“小编”所在的工作单位用户数量较大，公网ip地址数量有限，很显然，手动分配ip地址的方案肯定是不可行的。因为dhcp不会担心有重复的ip地址，不用担心用户因为配置不对导致无法上网的问题，更重要的一点是dhcp能够从上往下有一个合理的规划，不会导致ip地址段混乱。综上所述，有必要在园区网内部署一台dhcp服务器。
部署dhcp服务器之前，需要先搞懂dhcp的工作原理，下面小编简单谈一下对于dhcp工作原理的解读。DHCP 是基于C/S（服务器客户端）模式的 ，Client使用UDP 68，server使用UDP 67，dhcp有几个基本的概念需要掌握；
1、dhcp客户端：通过DHCP协议请求IP地址的客户端。DHCP客户端是接口级的概念，如果一个主机有多个以太接口，则该主机上的每个接口都可以配置成一个DHCP 客户端。
2、DHCP Server：DHCP 服务端，负责为DHCP客户端提供IP地址，并且负责管理分配的IP地址。
3、DHCP Relay：DHCP中继器，DHCP客户端跨网段申请IP地址的时候，实现DHCP报文的转发功能。
dhcp的工作过程可以用下图表示：
1、当客户端接入网络的时候，即启用了dhcp-client后，客户端会发送一个dhcp discover广播报文来发现局域网内的dhcp服务器。因此，第一阶段为dhcp发现阶段，主要意思即为寻找局域网内的dhcp服务器。
2、在局域网内，某个dhcp服务器接收到第一阶段发送过来的报文后，根据自己的地址池内剩下的ip地址，依然以广播方式分配给客户端一个ip地址，分配的dhcp offer报文中还包含了一些其他的字段，如dns地址，网关，掩码等。如果这一阶段内存在多个dhcp服务器，依然会发送多个dhcp offer报文给该客户端。
3、CLient根据先收到的Offer报文来决定选用哪个服务器提供的DHCP的地址（存在多个回应的话，先来的优先），然后根据这个Offer提供的地址信息，发送Request报文请求。
（1）、客户端初始化时，发送广播的DHCP Request报文来回应服务器的DHCP offer报文
（2）、客户端重启初始后，发送广播的DHCP的DCHP Request报文来确认先前被分配的IP地址等配置信息。
（3）、当客户端已知和某个IP地址绑定后，发送单播的DHCP Request报文来延长IP地址租期
4、服务器收到request报文以后，确认地址池中的这个地址没有被分配，如果没有被分配就回复ACK报文，如果被分配了 ，就会回复DHCP-NAK报文，告诉CLient 地址已经被分配了。
5、当CLient收到服务器分配的地址后，会向这个广播域内发送一个免费ARP的请求，如果没有人响应这个请求，CLient才正式使用这个地址，如果有人回应的话，会返回一个DHCP-Decline报文，要求服务器重新获取地址。
6、当CLient的IP租期到达一半的时候，会单播发送DHCP-Request报文，请求服务器更新租期，服务器收到以后，如果可以继续使用该IP地址的话，会响应CLient DHCP-ACK，如果该IP不能继续分配，则响应CLient DHCP-NAK。此时Client会在租期的75%再次询问server 进行续约，如果该IP地址可用则回复ACK，反则回复NAK。
7、如果客户端重启后，会自动发送DHCPREQUEST广播给DHCP服务器以便请求继续租用原来使用的IP地址，如果服务器收到这个消息，确认客户端可以使用该地址，则回答一个DHCP ACK确认消息，如果此IP地址已经无法再分配，则返回一个DHCP NCK否认信息，客户端收到这个信息以后，则必须重新发送DHCP Discovery消息获取新的地址。 若没有得到响应，则尝试与网关通信，如果通信正常，这个租期还没到期的话，则可以继续使用，但是不能和网关通信的话，则会获得169.254.0.1~169.254.255.254之间的IP地址，然后每隔5min尝试更新租约。
8、当客户端已经获得了IP地址，发送DHCP INFORM报文来获取其他一些网络配置信息，比如网关、DNS服务器
9、当客户端可通过DHCP RELEASE报文主动释放服务器分配给它的地址，当服务器收到此报文后，可将这个IP地址分配给其他客户端。
免费ARP，它实现的原理是，当机子重启或者设置了IP地址的时候，这个主机会通过免费ARP来询问这个局域网中是否有相同的IP存在（这个ARP询问的就是自己本身的IP地址，看是否有人回应），如果有人回复这个ARP的请求，那么就会得到一个错误的消息“以太网地址 a:b:c:d:e:f发送来重复的IP地址”，通常情况下，是没人回应的，因为没有冲突存在，如果有人回应了这个ARP的请求，那么说明该IP地址已经被使用了，对方回应了这个ARP的响应，它会通过操作系统显示提示出来，说该IP地址存在冲突问题。在现在的DHCP服务器中，已经也引入了这个机制了，它会在分配给客户端这个IP地址之前，会先发送一个Ping，或者ARP等机制来查看该局域网中是否已经有该IP地址存在了，如果有得话，那么DHCP会分配其他IP给请求的客户端，如果没有人回应，那么则把该IP地址让客户端使用，所以很多情况下，看到设备上面，没有做地址排除的时候，而且有些IP地址已经在使用了，但是服务器能够很好的分配不冲突的地址给客户端，不造成地址冲突。
