一个网上问题带来的疑惑：

在某网络项目中，采用H3C数据中心产品S5820X交换机，在该网络项目中使用的是无盘网络技术，无盘客户机的网关设置在S5820X交换机上，并在S5820X交换机启用DHCP Relay 功能，下面的无盘客户机通过DHCP Relay方式从无盘网络的服务器端动态的获取IP地址，此时一个疑惑浮现在我们面前，如果使用S5820X交换机做DHCP Relay，下面的无盘客户机无法动态获取IP地址，而使用友商交换机做DHCP Relay，下面的无盘客户机可以正常动态的获取IP地址。

问题的原因究竟是什么呢？——

    问题发生后，我们马上进行了测试，用普通的PC机做为DHCP Client，用Windows server 2003的DHCP组件做为DHCP Server，使用S5820X交换机做DHCP Relay，测试结果为普通的PC机可以正常动态的获取到IP地址，随后我们对整个过程进行了抓包并查找比较DHCP协议的整个交互过程

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。

1、DHCP的工作流程

① 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。

② 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。

③ 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。

④ 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。

⑤ 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。

⑥ 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 交互过程如下

2、DHCP Relay工作流程

DHCP Relay（DHCPR）DHCP中继 也叫做DHCP中继代理，如果DHCP客户机与DHCP服务器在同一个物理网段，则客户机可以正确地获得动态分配的ip地址。如果不在同一个物理网段，则需要DCHP Relay Agent(中继代理)。用DHCP Relay代理可以去掉在每个物理的网段都要有DHCP服务器的必要,它可以传递消息到不在同一个物理子网的DHCP服务器，也可以将服务器的消息传回给不在同一个物理子网的DHCP客户机。

DHCP Relay交互过程如下

分析过后带给我们对DHCP协议新的思考——

通过对无盘客户机DHCP Relay交互过程的抓包分析发现，无盘客户机与DHCP服务器DHCP Relay交互过程没有遵循标准的标准的DHCP协议交互过程，即没有采用Discover-Offer-Request-Ack四报文交互方式或者Request-Ack两报文交互方式，而采用的是一种简化了的DHCP交互过程，即Discover-Ack两报文交互方式。

3、简化的DHCP工程流程

在一些无盘工作站的网络项目中，客户机采用的是无盘客户机，DHCP服务设置在无盘工作站系统的服务器端，在这样的无盘网络系统中DHCP的工作流程简化成了三个阶段

① 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。

② 选择阶段，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。

③ 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。

简化的DHCP交互过程如下

① DHCP Client第一次登陆，获取地址交互过程

② DHCP Client再次登陆，获取地址交互过程

4、简化的DHCP Relay工程流程

① DHCP Client第一次登陆，获取地址交互过程

② DHCP Client再次登陆，获取地址交互过程

问题背后的真相——

问题发生后，我们对S5820X交换机的DHCP功能进行了多项测试并抓包分析，S5820X交换机的DHCP交互过程是严格按照RFC协议来实现的，正是由于简化的DHCP交互过程不符合RFC协议实现，才导致无盘客户机无法正常动态的获取IP地址。

① 这种简化的DHCP工作流程，如果DHCP Client和DHCP Server是在同一个广播域中，DHCP Client可以正常获取IP地址。

② 如果DHCP Client和DHCP Server不在同一个广播域中，DHCP Client通过DHCP Relay方式从DHCP Server获取地址，如果使用H3C早期版本的S5820X交换机做DHCP Relay，DHCP Client无法获取到IP地址，原因为S5820X交换机对DHCP交互过程检查机制比较严格，当S5820X交换机收到DHCP ACK报文时，会根据报文中的your-ipaddr查找临时表项，如果找不到DHCP Request报文创建的临时表项，则不转发DHCP ACK报文，在S5820X交换机的最新版本中已经兼容了这种简化的DHCP交互过程。