DHCP 协议基础：四步握手与 PXE 特殊选项
DHCP，说白了就是给设备发「身份证」和「门牌号」的协议。但在 PXE 网络启动里，它干的活远不止分个 IP 那么简单。今天我们就把它拆开来看。
2.1 四步握手：Discover / Offer / Request / Ack
标准的 DHCP 交互，就是四个报文来回。我习惯叫它「DORA」—— Discover、Offer、Request、Ack。你想想看，这名字多好记。
核心流程：客户端广播找服务器 → 服务器回应 → 客户端确认 → 服务器最终确认。
这四步看起来简单，但每个报文里都藏着玄机。我一个个说。
① DHCP Discover
客户端刚启动，没有 IP，也不知道 DHCP 服务器在哪。它只能发广播——目标 IP 是 255.255.255.255，源 IP 是 0.0.0.0。这个报文里，客户端会带上自己的 MAC 地址，以及它想要的选项。
我的经验：在 PXE 环境里，Discover 报文必须包含 Option 60（Vendor Class Identifier），值为 "PXEClient"。否则服务器可能不把它当 PXE 客户端处理。我曾经遇到过一台老网卡，固件里没写这个选项，折腾了半天才发现。
② DHCP Offer
服务器收到 Discover 后，会从地址池里挑一个 IP，连同子网掩码、网关、DNS 等信息，打包成 Offer 发回去。注意，Offer 可以是单播，也可以是广播，取决于客户端的设置。
在 PXE 场景下，Offer 里最关键的是三个选项：
- Option 60：服务器确认客户端是 PXE 客户端
- Option 66：TFTP 服务器地址
- Option 67：启动文件名（如 pxelinux.0）
③ DHCP Request
客户端可能收到多个 Offer（如果网络里有多个 DHCP 服务器）。它会选一个，然后广播 Request，告诉所有服务器：「我选了某某服务器给的 IP，其他的请收回。」
这里有个细节——Request 也是广播。为什么？因为客户端还没正式拿到 IP，其他服务器需要知道它拒绝了谁的 Offer。
④ DHCP Ack
被选中的服务器收到 Request 后，发回 Ack 确认。这时客户端才真正拿到 IP 租约。在 PXE 环境里，Ack 里同样会携带 Option 66 和 67，告诉客户端去哪下载启动文件。
注意：如果服务器发的是 Nak（拒绝），那客户端就得从头再来。我见过有些网络里因为 IP 地址池满了，客户端反复 Discover 就是拿不到 IP，最后 PXE 启动超时。排查时记得先看 DHCP 地址池余量。
2.2 Option 60/66/67 在 PXE 中的特殊作用
这三个选项，是 PXE 启动的「灵魂」。没有它们，客户端就算拿到 IP 也不知道下一步该干嘛。
| 选项编号 | 选项名称 | 在 PXE 中的作用 | 典型值 |
|---|---|---|---|
| 60 | Vendor Class Identifier | 标识客户端为 PXE 客户端，触发服务器下发启动参数 | "PXEClient" |
| 66 | TFTP Server Name | 指定 TFTP 服务器的 IP 地址或主机名 | 192.168.1.100 或 tftp.example.com |
| 67 | Bootfile Name | 指定要下载的启动文件名 | pxelinux.0 或 bootmgr.exe |
Option 60：身份标识
客户端在 Discover 里带上 Option 60，值固定为 "PXEClient"。服务器看到这个值，就知道：「哦，这是个要网络启动的家伙。」然后服务器会在 Offer 和 Ack 里带上 Option 66 和 67。
如果没有 Option 60，服务器会把它当普通 DHCP 客户端处理，只给 IP 和基本网络参数，不给启动信息。那客户端拿到 IP 后，就卡住了——它不知道去哪下载启动文件。
关键点：Option 60 是 PXE 启动的「开关」。服务器端通常配置为：如果收到 Option 60 = "PXEClient"，则下发 Option 66 和 67；否则只给普通 IP 参数。
Option 66：TFTP 服务器地址
这个选项告诉客户端：「你的启动文件放在这个服务器上。」值可以是 IP 地址，也可以是主机名。如果是主机名，客户端需要能解析 DNS——这在早期 PXE 阶段往往不现实，所以我建议直接用 IP 地址。
我曾经在一个项目里，客户把 Option 66 配成了主机名，但 DHCP 服务器没给 DNS 选项，结果客户端解析不了，启动失败。排查了俩小时才发现是这个问题。
Option 67：启动文件名
这个选项指定了客户端要下载的具体文件。常见的启动文件有：
- pxelinux.0：Syslinux 的 PXE 引导文件，Linux 环境常用
- bootmgr.exe：Windows 的启动管理器
- undionly.kpxe：iPXE 的链式加载文件
注意，文件名是大小写敏感的。我见过有人把 "pxelinux.0" 写成了 "Pxelinux.0"，结果 TFTP 服务器找不到文件，客户端一直报 "File not found"。
2.3 实际配置示例
下面是一个 ISC DHCP 服务器的配置片段，展示了如何为 PXE 客户端设置 Option 60/66/67：
# /etc/dhcp/dhcpd.conf 片段
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.1.100 192.168.1.200;
option routers 192.168.1.1;
option domain-name-servers 192.168.1.1;
# 匹配 PXE 客户端
class "pxe-clients" {
match if substring (option vendor-class-identifier, 0, 9) = "PXEClient";
option tftp-server-name "192.168.1.10";
option bootfile-name "pxelinux.0";
}
}
这段配置的意思是：如果客户端发来的 Option 60 以 "PXEClient" 开头，就给它分配 IP，并告诉它 TFTP 服务器是 192.168.1.10，启动文件是 pxelinux.0。
我的建议：在生产环境里，最好把 TFTP 服务器和 DHCP 服务器分开部署。DHCP 只负责分 IP 和下发启动参数，TFTP 只负责传文件。这样排查问题时，责任边界清晰。
2.4 常见问题与避坑
- 客户端拿不到 IP：检查 DHCP 服务器地址池是否耗尽，或者客户端与服务器之间是否有 VLAN 隔离。
- 拿到 IP 但下载不了启动文件：先 ping 一下 TFTP 服务器，再检查 Option 66 的地址是否正确。我遇到过有人把 IP 写反了。
- 文件下载到一半卡住：TFTP 是基于 UDP 的，大文件传输容易丢包。建议用 tftp-hpa 这类支持 blksize 选项的服务器，把块大小调到 1468 字节。
- Option 60 不匹配：有些客户端固件发的 Option 60 不是标准的 "PXEClient"，可能是 "PXEClient:Arch:00000" 之类的变体。配置时用 substring 匹配前 9 个字符比较稳妥。
嗯，DHCP 这部分就讲到这里。四步握手是基础，Option 60/66/67 是 PXE 的钥匙。理解了这些，后面讲 TFTP 和引导文件加载时，你就知道它们是怎么串起来的了。