刚插上网线，电脑怎么知道自己的IP?( 二 ) _广播

en0可以替换成其他网卡，比如eth0啥的。
这时候就可以抓到相关的数据包。

文章插图
我们可以看到蓝色的四个数据包，分别对应上面提到的四个DHCP阶段。
其中第二阶段中的DHCP Offer里会返回给我们需要的IP、子网掩码、路由器地址以及DNS服务器地址。

文章插图
另外，通过抓包，我们可以发现DHCP是应用层的协议，基于传输层UDP协议进行数据传输。

文章插图
那么问题又来了。
为什么DHCP用UDP，能不能改用TCP？
按道理说，UDP能做到的，TCP一般也能做到。但这次真不行。
主要原因还是因为TCP是面向连接的，而UDP是无连接的。
所谓"连接"，他就只有一个发送端和一个接收端，就跟水管一样。
而DHCP由于一开始并不知道要跟谁建立连接，所以只能通过广播的形式发送消息，注意，小细节，广播。

文章插图
同样是在本地网段内发广播消息，UDP只需要发给255.255.255.255 。它实际上并不是值某个具体的机器，而是一个特殊地址，这个地址有特殊含义，只要设了这个目的地址，就会在一定本地网段内进行广播。
而TCP却不同，它需要先建立连接，但实际上255.255.255.255对应的机器并不存在，因此也不能建立连接。如果同样要做到广播的效果，就需要先得到本地网段内所有机器的IP，然后挨个建立连接，再挨个发消息。这就很低效了。
因此DHCP选择了UDP，而不是TCP 。
为什么第二阶段不是广播，而是单播。

文章插图
另外一个小细节不知道大家注意到没，上面在提到 DHCP Offer 阶段时，提到的是DHCP服务器会使用广播的形式回复。但抓个包下来却发现并不是广播，而是单播。
其实，这是DHCP协议的一个小优化。原则上大家在DHCP offer阶段，都用广播，那肯定是最稳的，目标机器收到后自然就会进入第三阶段DHCP。而非目标机器，收到后解包后发现目的机器的mac地址跟自己的不同，也会丢掉这个包。
但是问题就出在，这个非目的机器需要每次都在网卡收到包，并解完包，才发现原来这不是给它的消息，这。。。真，有被打扰到。
如果本地网段内这样的包满天飞，也浪费机器性能。
如果能用单播，那当然是最好的。但这时候目的机器其实并没有IP地址，有些系统在这种情况下能收单播包，有些则认为不能收，这个跟系统的实现有关。因此，对于能收单播包的系统，会在发DHCP 阶段设一个flag = 0 () 的标志位，告诉服务器，支持单播回复，于是服务器就会在DHCP Offer阶段以单播的形式进行回复。

文章插图
是不是每次联网都要经历DHCP四个阶段？
只要想联网，就需要IP，要用IP，就得走DHCP协议去分配。
但大家也发现了，DHCP第一阶段和第二阶段都可能会发广播消息。对于家用电脑还好，插个网线，之后就雷打不动。但像手机这样的移动设备，是要带着到处跑的，坐个地铁，进个电梯，公司里到处走走，都可能会涉及到网络切换。
这每次都要来一个完整的四阶段，各种广播消息满天飞，其实对网络环境不太友好。
于是问题叒来了，是不是每次联网都要经历DHCP四个阶段？