波仔
📚 第五章 IP协议相关技术
📄 一句话概括

四步：Discover、Offer、Request、Ack，首字母拼成 DORA。 两个时间点：T1（50%）续租、T2（87.5%）重绑定。

📝 本节和前面几节的关系

5.5.1 讲了它给什么，这一节讲它怎么给。 5.5.3 会讲「服务器不在同一网段」时怎么办。

一、四步各自在干什么

四步里有一步特别容易被忽略：

| 步 | 消息 | 怎么发 | 为什么这么发 | |---|---|---| | 1 | Discover | 广播 | 还不知道服务器在哪 | | 2 | Offer | 单播或广播 | 告诉客户端「给你这个」 | | 3 | Request | 广播 | 告诉所有服务器「我选了谁」 | | 4 | Ack | 单播或广播 | 确认，带全套配置 |

第三步用广播是最巧妙的设计：因为可能有好几台服务器都回了 Offer， 广播 Request 等于「大家听着，我选了这一家，其余的可以收回了」。 一次广播解决了「多方竞标」的问题，省掉了「逐个拒绝」。 第四行「带全套配置」是关键： IP、掩码、网关、DNS、租期全在这一步里—— 所以「Offer 到了但 Ack 没到」时，客户端什么也用不了。

二、两个时间点

租期不是一个「死线」，中间有两个提醒点：

时间点 什么时候 做什么
T1 租期的 50% 单播给原服务器：我要续
T2 租期的 87.5% 广播：任何服务器给我一个
到期 100% 放弃地址，重新 Discover

T1 和 T2 的分工是「先找熟人、再找所有人」： T1 只问原来那台（省事、地址不变）；T2 才广播（原来那台可能挂了）。 算一下具体时刻（租期 24 小时）：T1 是第 12 小时、T2 是第 21 小时、到期是第 24 小时。 所以「续租失败」不会立刻断网，还有 3 小时缓冲。

三、为什么感觉不到在续租

因为续租是「悄悄做」的：T1 到了发一个单播请求，服务器回一个 Ack，全程几十毫秒。 用户完全感觉不到。 这也解释了一个现象： 「改了路由器配置，为什么半天才生效」——因为客户端要等到续租才会重新问一次。 想立刻生效只能「断开再连」或「手动续租」。 反过来也有一个现象： 「为什么我的 IP 一直没变」——因为每次续租都成功，服务器倾向于「还给你原来的地址」。 所以「同一个网络里，设备地址通常很稳定」，不稳定的是「长期离开再回来」的那种。

四、动手 Demo：DHCP 的四步和两个时间点

先把四步的发送方式列清楚，再按 24 小时租期算 T1 和 T2。 注意 T1 是单播、T2 是广播，这个区别很关键。

lease = 86400
for name, r in (('T1 续租', 0.5), ('T2 重绑定', 0.875)):
    print(name, r, int(lease * r), lease * r / 3600)

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
DHCP 的四步和两个时间点
--------------------------------------------------------------------
**四步的英文首字母刚好能拼成 DORA**：**Discover、Offer、Request、Ack。**

  步        消息             干什么                         怎么发
  ----------------------------------------------------------------------------------------
  **1**     **Discover**     **客户端广播「有人在吗」**     **0.0.0.0 → 255.255.255.255**
  **2**     **Offer**        **服务器说「给你这个」**       **单播或广播**
  **3**     **Request**      **客户端说「我要这个」**       **广播（通知其他服务器）**
  **4**     **Ack**          **服务器说「成交」**           **含租期和全部配置**

**第三步为什么要广播**：**因为可能有好几台 DHCP 服务器都给了 Offer**，
**广播 Request 等于「告诉大家我选了谁，其他的可以收回了」。**
**这是一个很聪明的设计**：**用一次广播解决「多方竞标」的问题。**

**然后算两个关键时间点**：
  时间点            比例     秒数         小时
  --------------------------------------------------
  续租时间 T1       50%      43200 秒     12.0 小时
  重绑定时间 T2     88%      75600 秒     21.0 小时

**租期 86400 秒（24 小时）时，T1 是 43200 秒（12 小时）、T2 是 75600 秒（21 小时）。**
**两个时间点的分工是**：
**T1 到了先「续租」（问原来那台服务器）；T2 到了还没续上，就「重绑定」（向任何一台服务器求救）。**
**所以「续租失败」不会立刻断网，还有 9 小时缓冲。**

**这也解释了一个现象**：
**「改了路由器配置，为什么半天才生效」**——**因为客户端要等到续租才会重新问一次。**
**想立刻生效，只能「断开再连」或者「手动续租」。**

0.875 这个数不是随便定的：它是 7/8， 也就是「租期走完 87.5% 时，还剩 12.5% 的时间用来重新找服务器」。 留这么长的缓冲，是因为「广播找服务器」可能要试好几次。 「T1 单播、T2 广播」的差别在抓包里能直接看到： T1 的包目的地址是服务器的 IP，T2 的包是 255.255.255.255。 所以「看到大量 DHCP 广播」通常意味着「原服务器不响应了」。 「到期就放弃地址」这一步很多人不知道：它会主动停止使用那个 IP， 所以「租约过期后还硬用旧地址」会造成地址冲突—— 这也是「手动配静态地址要避开 DHCP 池」的原因。

30 秒实验

  1. 算一下：租期 1 小时，T1 和 T2 分别是第几分钟？
  2. 想一下：为什么 Request 要广播而不是单播？
  3. 想一下：为什么「改了配置要等续租才生效」？

常见误区

  1. 以为「DHCP 只有两步」。 四步，Offer 和 Request 都不能省。
  2. 以为「T1 就广播找服务器」。 T1 是单播给原服务器，T2 才广播。
  3. 以为「租约到期地址还能用一会儿」。 到期就停用，硬用会冲突。
自测三问（点开对答案） 1. DHCP 的四步分别是什么？ —— **Discover、Offer、Request、Ack**，首字母拼成 DORA。 2. T1 和 T2 分别在租期的多少比例？ —— **T1 是 50%，T2 是 87.5%（7/8）。** 3. 为什么 Request 要广播？ —— **为了通知所有给过 Offer 的服务器「我选了谁」**，其余可以释放资源。

下一节讲「服务器在别的网段」怎么办：中继代理。

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