WinDHCPD 教程：Windows 原生 DHCP 服务器（Python + Scapy）

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局域网里没有 DHCP 服务器，几十台电脑就得一台一台手工配 IP；换了网段、加了新设备，改配置能改到手软。WinDHCPD 就是为了解决这个问题的：一个基于 Python 3 + Scapy 的轻量级 DHCP 服务器，跑在 Windows 上，不用装 Windows Server，不用配复杂的 DHCP 角色，改一个 YAML 配置文件就能给整个网段自动分配 IP，还自带 Web 管理面板看租约和统计。本教程从前置条件、安装、配置讲到跨网段 Relay 和故障排查，照着做就能跑起来。

一、项目简介

WinDHCPD 是 AI-Agent 组织下的开源项目（Python，master 分支），在 Windows 上以管理员权限运行，用 Scapy 捕获和发送 DHCP 数据包，用 Flask 提供 Web 管理面板。它的定位很明确：轻量、可移植、够用——不是要替代 Windows Server DHCP 或 ISC DHCP，而是给实验室、临时组网、小型办公网、装机现场这些场景提供一个随开随用的 DHCP 服务。

整个项目结构非常简单，只有十几个文件，核心逻辑集中在 dhcpd/ 目录：

win-dhcpd/
├── run.py                # 入口脚本
├── dhcpd.yaml.example    # 配置文件示例
├── requirements.txt      # Python 依赖
├── dhcpd/
│   ├── config.py         # 配置加载与校验
│   ├── lease.py          # 租约数据库（内存 + JSON 持久化）
│   ├── parser.py         # DHCP 包解析与构建（Scapy）
│   ├── server.py         # DHCP 服务器主循环（Sniffer + 响应）
│   └── web/
│       ├── app.py        # Flask Web 面板
│       └── templates/
│           └── index.html # 管理界面（深色主题，自动刷新）

注意：WinDHCPD 只处理 IPv4 DHCP，不支持 IPv6 和 DHCPv6。如果网络需要 IPv6 地址分配，请配置 SLAAC 或单独部署 DHCPv6 服务器。

二、功能特性

功能	说明
完整 DORA 握手	DISCOVER → OFFER → REQUEST → ACK，符合 RFC 2131
多作用域	支持多个网段（/24），可通过 DHCP Relay 跨网段服务
静态绑定	MAC → IP 固定分配，优先于动态分配
租约管理	内存索引 + JSON 持久化，支持释放、续租、清理过期
Web 管理面板	Flask 面板，实时查看租约、作用域、统计（端口 8080）
NACK 拒绝	对不合法请求返回 NACK
日志记录	控制台 + 文件双输出

其中最值得说的是两点。第一是多作用域 + Relay：一个 WinDHCPD 实例可以同时服务多个网段，配合路由器的 DHCP Relay（ip helper-address），跨网段的客户端也能拿到地址。第二是静态绑定优先：打印机、服务器、NAS 这类需要固定 IP 的设备，用 MAC 绑定写死，动态池再怎么分配也不会抢走它的地址。

三、适用场景

实验室与测试环境：临时搭一个网段做测试，几分钟就能让所有测试机自动获取 IP，用完即停。
装机与 PXE 批量部署现场：配合 PXE 引导做批量装机，DHCP 是前置条件，WinDHCPD 比现搭一套 Windows Server DHCP 快得多。
小型办公网 / 门店网络：没有专业网管设备时，一台常开的 Windows 电脑就能承担 DHCP 职责。
教学与协议学习：代码量小、结构清晰，读 parser.py 和 server.py 就能理解 DHCP 协议的完整交互过程。
多网段分支机构：总部一台 WinDHCPD，通过各分支路由器的 Relay 统一给多个网段分配地址。

不适用场景也要说清楚：大型生产网络、需要高可用（主备切换）的环境、需要与 AD 域深度集成的场景，应该用 Windows Server DHCP 或 ISC DHCP。WinDHCPD 是单进程服务，没有高可用机制，机器一挂，整个网段的客户端就拿不到新地址（已拿到租约的客户端在租期内不受影响）。

四、工作原理：DORA 四步握手

DHCP 分配地址的过程叫 DORA，是四个报文的往返。理解这个流程，排障时才知道该看哪一步。

步骤	报文	方向	作用
1. Discover	DHCPDISCOVER	客户端 → 广播	客户端上线，大喊“有没有 DHCP 服务器？”
2. Offer	DHCPOFFER	服务器 → 广播	WinDHCPD 从地址池挑一个空闲 IP 发过去
3. Request	DHCPREQUEST	客户端 → 广播	客户端确认“我就要这个 IP”
4. Ack	DHCPACK	服务器 → 广播	WinDHCPD 确认分配，写入租约数据库

客户端                    服务器
  │                        │
  │  DHCPDISCOVER (广播)   │
  │ ─────────────────────► │
  │                        │ 分配 IP → 发 OFFER
  │  DHCPOFFER (广播)      │
  │ ◄────────────────────── │
  │                        │
  │  DHCPREQUEST (广播)    │
  │ ─────────────────────► │
  │                        │ 更新租约 → 发 ACK
  │  DHCPACK (广播)        │
  │ ◄────────────────────── │
  │                        │
  │  DHCPRELEASE           │
  │ ─────────────────────► │ 释放 IP

租约到期前客户端会主动续租（REQUEST），WinDHCPD 更新租约即可；客户端关机或执行 ipconfig /release 时会发 RELEASE，服务器把地址放回地址池。租约过期后也会被清理，地址重新进入可分配状态。

五、前置条件：Python 与 Npcap

跑 WinDHCPD 之前要装好两样东西，缺一不可。

5.1 安装 Python 3.8+

Windows 上安装 Python 3.8 或更高版本，安装时勾选 Add Python to PATH，装完验证：

python --version
# Python 3.11.x

pip --version

5.2 安装 Npcap（Scapy 的依赖）

Scapy 在 Windows 上需要 Npcap 来捕获和发送网络数据包。下载地址是 https://nmap.org/npcap/，安装时必须勾选 "Install Npcap in WinPcap API-compatible Mode"，否则 Scapy 找不到发包接口。其他选项默认安装即可。

5.3 安装 Python 依赖

pip install -r requirements.txt

依赖只有三个，作用各不相同：

scapy（≥2.5）：网络数据包捕获与发送，DHCP 报文的解析与构建都靠它。
flask（≥3.0）：Web 管理面板。
pyyaml（≥6.0）：配置文件解析。

六、安装与快速开始

6.1 创建配置文件

copy dhcpd.yaml.example dhcpd.yaml

编辑 dhcpd.yaml，把作用域（网段、地址池、网关、DNS）改成实际网络参数。配置格式见第七节。

6.2 以管理员身份运行

必须使用管理员权限，因为捕获 UDP 67 端口的广播数据包需要特权。右键命令提示符选择“以管理员身份运行”，再执行：

# 默认启动（使用 dhcpd.yaml）
python run.py

# 指定配置文件
python run.py dhcpd.yaml

# 指定监听网卡（多网卡机器必备）
python run.py dhcpd.yaml -i "以太网"

# 禁用 Web 面板
python run.py dhcpd.yaml --no-web

# 指定 Web 端口
python run.py dhcpd.yaml --web-port 9000

6.3 访问 Web 面板

服务启动后，打开浏览器访问 http://localhost:8080，就能看到租约、作用域和统计信息。面板是深色主题、自动刷新，不用手动点刷新就能看到新上线的客户端。

6.4 客户端验证

# 客户端先释放旧地址，再重新获取
ipconfig /release
ipconfig /renew

# 查看拿到的地址、网关、DNS 和租期
ipconfig /all

七、配置文件详解

一份完整的 dhcpd.yaml 如下，覆盖了服务器、作用域、静态绑定和日志的全部配置项：

# ── 服务器设置 ──
server:
  ip: "192.168.1.1"          # DHCP 服务器 IP（响应包中的 server_id）

# ── 作用域 ──
scopes:
  - name: "Office-LAN"       # 作用域名称
    network: "192.168.1.0/24"
    start_ip: "192.168.1.100"
    end_ip: "192.168.1.200"
    subnet_mask: "255.255.255.0"
    router: "192.168.1.1"
    dns_servers:
      - "8.8.8.8"
      - "114.114.114.114"
    lease_seconds: 86400     # 租期 24 小时
    domain: "local"
    enable: true

# ── 静态绑定 ──
bindings:
  - mac: "aa:bb:cc:dd:ee:01"
    ip: "192.168.1.10"
    scope: "Office-LAN"
    hostname: "printer"

# ── 其他 ──
log_file: "dhcpd.log"
log_level: "INFO"            # DEBUG / INFO / WARNING / ERROR
web_host: "0.0.0.0"
web_port: 8080
# interface: "以太网"        # 可选：指定监听网卡

参数	说明	示例
server.ip	DHCP 服务器自身 IP	192.168.1.1
scopes[].network	网段（CIDR）	192.168.1.0/24
scopes[].start_ip	地址池起始	192.168.1.100
scopes[].end_ip	地址池结束	192.168.1.200
scopes[].router	默认网关	192.168.1.1
scopes[].dns_servers	DNS 服务器列表	[8.8.8.8, 114.114.114.114]
scopes[].lease_seconds	租期（秒）	86400（24 小时）
bindings[].mac	静态绑定 MAC	aa:bb:cc:dd:ee:01
bindings[].ip	静态绑定 IP	192.168.1.10

几个配置要点：地址池不要和静态绑定的 IP 重叠，否则动态分配可能把绑定地址发出去；租期按场景调，流动性大的临时网络可以设短一点（如 3600 秒），固定设备多的办公网设 86400 秒；多网卡机器一定要用 interface 或 -i 指定监听网卡，否则 Scapy 可能监听到错误的网卡上，客户端收不到 OFFER。

八、Web 管理面板

Web 面板默认监听 8080 端口（web_host 默认 0.0.0.0，局域网内其他机器也能访问；只想本机访问可以改成 127.0.0.1）。面板提供三类实时信息：

租约列表：当前已分配的 IP、对应 MAC、主机名、租期到期时间。
作用域：每个作用域的网段、地址池范围、已用/可用数量。
统计：收到的 DISCOVER / REQUEST 数量、分配成功与失败计数。

面板是深色主题、自动刷新，适合挂在第二块屏幕上实时观察。如果不需要面板（比如纯后台运行），启动时加 --no-web 即可；想换端口用 --web-port 9000。

九、网络拓扑：单网段与 DHCP Relay

9.1 场景一：单机 DHCP 服务器

客户端 ────── 交换机/集线器 ────── WinDHCPD (192.168.1.1)
   ↑                              ↑
   │  广播 DISCOVER                │  响应 OFFER/ACK
   └────────────────────────────────┘

WinDHCPD 所在的网卡必须是混杂模式或连接在 Hub / 支持组播的交换机上，并且同一网段只能有一个 DHCP 服务器，Windows 自带的 DHCP Server 服务必须关闭，否则两个服务器抢答，客户端会随机拿到其中一方的地址。

9.2 场景二：跨网段（DHCP Relay）

子网 A 客户端 ── 路由器(Relay) ── WinDHCPD (192.168.1.1)
                            ↑
                      giaddr = 10.0.2.1

跨网段时，DHCP 广播到不了服务器，需要路由器做 DHCP Relay：路由器收到客户端的广播后，把它单播转发给 WinDHCPD，并在报文的 giaddr 字段填上客户端所在网段的网关地址（例如 10.0.2.1）。WinDHCPD 根据 giaddr 判断客户端属于哪个网段，再从对应的作用域里分配地址。路由器上的配置以 Cisco 为例：

# 在客户端所在网段的网关接口上配置
interface GigabitEthernet0/0
 ip helper-address 192.168.1.1    # WinDHCPD 的 IP

多作用域的配置方法就是在 scopes 里再加一个网段，network、start_ip、end_ip、router 按新网段填写即可，WinDHCPD 会根据 giaddr 自动选择。

十、常见问题与排查

10.1 客户端获取不到 IP

必须以管理员身份运行：UDP 67 端口需要特权，普通权限启动会收不到广播。
检查 Npcap 是否安装，且安装时勾选了 WinPcap 兼容模式。
确认网卡选择：多网卡机器用 -i "网卡名" 指定正确的网卡。
同一网段不能有另一个 DHCP 服务器：Windows 自带的 DHCP Server 服务必须关闭。

10.2 如何查看日志

# 实时查看
type dhcpd.log

# 排障时把日志级别改成 DEBUG（配置文件中）
log_level: "DEBUG"

日志是控制台 + 文件双输出，DEBUG 级别会记录每个收发报文的细节，适合定位“客户端发了 DISCOVER 但服务器没响应”这类问题。

10.3 支持 IPv6 吗？支持 DHCPv6 吗？

都不支持。本服务器仅处理 IPv4 DHCP。如需 IPv6 地址分配，请配置 SLAAC 或单独部署 DHCPv6 服务器。

10.4 停止服务器

控制台：按 Ctrl+C。
任务管理器：结束 python.exe 进程。

租约数据自动保存到 leases.db，下次启动时自动加载，已经分配出去的租约不会因为重启而丢失。

十一、安全注意事项与运维建议

DHCP 服务的破坏力比看起来大：一个配错的 DHCP 服务器能让整个网段断网。所以部署前请牢记以下几点：

不要在生产网络中直接部署，除非你完全了解后果。先用隔离网络测试，确认无误后再部署。
单点故障：这台机器挂了，所有 DHCP 客户端都无法获取新 IP。重要网络请考虑备用方案。
冲突风险：同一网段有两个 DHCP 服务器会导致客户端随机获取 IP，网关、DNS 可能被发错。
端口监听：服务器会监听 UDP 67 的广播包，Web 面板默认监听 0.0.0.0:8080，内网可达，不需要对外暴露时请把 web_host 改成 127.0.0.1 或用防火墙限制访问来源。
定期备份配置和租约：dhcpd.yaml 和 leases.db 是恢复服务的关键文件，定期备份。
日志轮转：长期运行时注意 dhcpd.log 的大小，定期清理或轮转。

十二、总结

WinDHCPD 用不到二十个文件就实现了一个完整可用的 DHCP 服务器：RFC 2131 的 DORA 握手、多作用域、静态绑定、租约持久化、Web 面板，一样不少。它的优势是轻——Python + Scapy，不用装 Windows Server 角色，改个 YAML 就能跑；代价是没有高可用和 AD 集成，适合实验室、装机现场、小型办公网这些“够用就好”的场景。按本文的步骤：装 Python 和 Npcap → 复制配置文件 → 管理员身份运行 → 客户端 ipconfig /renew 验证，十分钟就能让一个网段自动分配起地址来。

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