DHCP offer报文到底是单播还是广播？（Bootp flags）

DHCP offer报文到底是单播还是广播？（Bootp flags）

DHCP在设计之初，充分考虑到TCP/IP协议实现的多样性，具体和DHCP有关的多样性体现在：TCP/IP协议栈没有完成IP地址的配置前，是否可以接受单播(Unicast)报文？

有些IP协议栈在完成IP地址的配置前，是可以接收Destination IP = Any 的IP报文，只要该IP报文能够被硬件网卡接收并过滤给IP协议栈。

而有些IP协议栈在完成IP地址的配置前，是不会接收任何单播IP报文的，只会接收广播IP报文，即Destination IP = 255.255.255.255。

无论是哪种IP协议栈，都是可以接收广播报文的，对吗？DHCP为了增强协议的健壮性(Robustness)，是这样规定的：

如果协议栈在初始化过程中，不接收单播IP报文，请在DHCP Discovery / Request报文的Flags里明确告知服务器，通过设置“BROADCAST flag = 1”，服务器就使用广播来和客户端通信。

如果协议栈在初始化过程中，可以接收单播IP报文，请在DHCP Discovery / Request报文的Flags里明确告知服务器，通过设置“BROADCAST flag = 0”，服务器就使用单播来和客户端通信。

既然广播方式通信适合所有的协议栈，统统使用广播不就ok了，为何要有这个Flags，岂不是多此一举？

单播最大的优点：通信是点对点方式，不会影响到广播域的其它主机。

广播的特点：通信是点对所有点的方式，会影响到广播域里其它所有主机。同学们可能没有充分理解这里的“影响”二字。当主机收到广播报文时，网卡会产生一次硬件中断CPU，CPU会暂停手头的工作来处理这个中断，处理完中断，CPU继续工作。IP协议栈取走数据，检查之后和自己无关，丢了。废了那么多功夫，最后的报文和自己无关，这不是资源浪费吗？如果广播域里的广播报文满天飞，主机们会疲于处理无关的广播报文，不仅浪费网络资源，同时也浪费主机的CPU资源。

所以在协议的设计中，要尽可能地避免使用广播。解释完为单播和广播，现在来回答这个问题。

问题一：DHCP Offer为何是单播？题主的DHCP Discovery 里设置了“BROADCAST flag = 0”，所以DHCP 服务器使用单播来发送自己的回应报文，即DHCP Offer报文，避免打扰其它主机。

问题二：服务器是通过ARP请求得到客户端的MAC地址的吗？不是，此时客户端还没有获得任何IP地址，客户端如何回应ARP呢？这点从图中可以清晰看出，ARP请求没有获得回应。是通过下图中DHCP协议字段“chaddr”获得的，chaddr是 “Client Hardware Address”缩写，客户端硬件地址，由客户端填入，通常为网卡的MAC地址，这里chaddr = 7c:04:d0:d6:c6:54。

服务器端给客户端分配的IP地址则填充在“yiaddr”(Your IP Address)，这里yiaddr = 10.0.0.51。DHCP服务器有了客户端的IP、MAC地址，就可以完成整个IP报文的封装，将DHCP Offer发给客户端了。客户端接收一点问题没有，在四次消息交互之后，最终完成IP协议栈的配置工作。

1.客户机发送广播discover报文请求分配ip地址
2.收到discover报文的dhcp服务器都会回应offer报文，里面携带了给客户机分配的IP地址
3.客户机收到offer报文之后会再次广播（只对收到的第一个offer报文进行回复动作）发送request报文，携带接收的dhcp服务器的ip地址，向外部宣告接受的是哪台dhcp服务器
4.服务器收到request报文，会对报文里dhcp的ip进行校验，若ip与自己一致，则回复ack报文（携带分配给客户机的ip地址），若不一致，则将报文丢弃
5.客户机收到ack报文，核对自身ip与ack报文携带的分配ip是否一致，一致则分配成功，不一致则通知服务器禁用这个ip，避免地址冲突

可能在部分人印象里dhcp服务器回复的offer和ack报文应该是单播，实际运用的也大多是单播，但这不代表不可以是广播，dhcp在设计之初为了照顾到某些只接受广播的协议栈（配置ip之前），在设计服务器回复报文的时候加入了广播回复的选择，如果DHCP Discovery / Request报文的字段BROADCAST flag = 1，则dhcp服务器回复报文使用广播进行回复，如果字段BROADCAST flag = 0，则使用单播进行回复，所以dhcp服务器的回复是单播还是广播取决于客户机发送的discover/request报文携带的BROADCAST flag 字段。
在现在的实际运用中，大部分情况采用的还是单播回复（可以减轻设备压力，避免广播风暴）

Bootp flags

注意：其中Bootp flags为客户端对服务器端回复报文形式的标志，并不是客户端发送报文的形式，也就是在DHCP DISCOVER报文中的bootp flags为由服务器向客户端作出回应发出的DHCP OFFER报文的形式，DHCP REQUEST报文中的bootp flags为由服务器向客户端作出回应发出的DHCP ACK报文的形式，并且若Bootp flags为0x0000（Unicast）则为单播，0x8000（Broadcast）为广播，这也就说明了DHCP OFFER报文和DHCP ACK报文既可以以广播形式发送，也可以以单播形式发送给客户端。

DHCP服务器与MAC地址绑定、snooping（列表、list、全）maclist、dhcplist、dhcpsnoopinglist
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