DHCP协议

通过同DHCP服务器的交互，设备可以获得一个有效的IP地址，使得它可以在特定网络环境下运行。DHCP服务器一般有两个数据库，一个数据库维护静态分配的物理地址和IP地址地址绑定，它记录了特定客户端主机将被分配的特定IP地址，客户主机可以永久使用这些IP地址；第二个数据库维护了一个IP地址池，其中记录了可以动态分配的IP地址，当客户端主机请求临时主机分配时，如果客户段的物理地址在静态数据库中有对应的IP地址项，则服务器将该IP地址将被分配给客户段，如果没有对应项，则服务器在地址池中为客户段分配一个地址。

DHCP协议有着自身的报文组织形式，并且使用UDP进行报文的传输。LwIP中实现了DHCP客户端的功能，当该客户端启动时，它会自动向DHCP服务器（默认网关，192.168.1.1）发送地址分配请求，若得到正确的响应，它会将有效地址设置到网络接口结构的相关字段中。

测试程序

要使用LwIP提供的DHCP功能，首先需要设置用户配置文件lwipopts.h，打开与DHCP功能相关的宏开关：

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#define LWIP_DHCP 1
#define MEMP_NUM_SYS_TIMEOUT 6

LWIP_DHCP为1表示允许系统的DHCP功能，同时与DHCP功能相关的dns.c将会被编译；MEMP_NUM_SYS_TIMEOUT指明了编译器将为内核结构sys_timeo分配的内存池个数，默认值为3，DHCP模块需要使用两个定时器结构来实现定时操作，在无操作系统模拟层环境下运行时，用户需要周期性的调用DHCP的两个定时函数dhcp_coarse_tmr和dhcp_fine_tmr，它们的典型周期是60s和500ms。

使用了DHCP，用户就不必手动为网络接口分配IP地址了，因此需要对lwip_init_task进行修改：

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// lwipdemo.c
#include "dhcp.h" // DHCP相关的头文件
#include "includes.h" // 操作系统相关的头文件
struct netif rt18019_netif;
void lwip_init_task(void) {
  struct ip_addr ipaddr, netmask, gw;
  tcpip_init(NULL, NULL); // 初始化协议栈
  IP4_ADDR(&gw, 0, 0, 0, 0);
  IP4_ADDR(&ipaddr, 0, 0, 0, 0);
  IP4_ADDR(&netmask, 0, 0, 0, 0);
  // 初始化网络接口，注册回调函数
  netif_add(&rt18019_netif, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ethernetif_init, tcpip_input);
  netif_set_default(&rt18019_netif);
  netif_set_up(&re18019_netif);
  dhcp_start(&rt18019_netif); / 启动DHCP客户端
}

函数dhcp_start将为系统启动一个DHCP客户端，该客户端基于UDP实现，函数会在内核中为客户端申请一个UDP控制块，并将控制块和DHCP服务器（默认网关，192.168.1.1）进行绑定。