如果没有 DHCP,用户在连接网络时就需要手动输入 IP 地址、子网掩码和其他一些网络设置。 DHCP 服务器负责维护 IP 地址池,并在客户端登录时将临时地址分配给客户端。 由于 IP 地址是动态(临时租用)而非静态(永久分配)的,因此不再使用的地址将自动收回到地址池中,以备下次分配。 如图所示,配置了 DHCP 的设备在启动或连接到网络时,客户端将广播一条 DHCP 发现 (DHCPDISCOVER) 消息以确定网络上是否有可用 DHCP 服务器。 DHCP 服务器回复 DHCP 提供 (DHCPOFFER) 消息,为客户端提供租赁服务。 该提供消息包含为其分配的 IP 地址和子网掩码、DNS 服务器的 IP 地址和默认网关的 IP 地址。 租赁服务还包括租用期限。

如果在本地网络上有不止一个 DHCP 服务器,则客户端可能会收到多个 DHCPOFFER 消息;此时,客户端必须在这些服务器中进行选择,并且发送一个包含服务器标识信息及所接受的租赁服务的 DHCP 请求 (DHCPREQUEST) 消息。 客户端也可以向服务器请求分配以前分配过的地址。

如果客户端请求的 IP 地址(或者服务器提供的 IP 地址)仍然可用,服务器将返回 DHCP 确认 (DHCPACK) 消息,向客户端确认地址租赁。 如果由于超时或其他客户端已租赁该 IP 地址,而使该提供不再有效,则所选服务器将回复一个 DHCP 否定确认 (DHCPNAK) 消息。 一旦返回 DHCPNAK 消息,应重新启动选择进程,并重新发送新的 DHCPDISCOVER 消息。 客户端获得地址后,应在租期结束前发送 DHCPREQUEST 消息进行续期。

DHCP 服务器确保每个 IP 地址都是唯一的(同一个 IP 地址不能同时分配到两个不同的网络设备上)。 通过 DHCP,网络管理员可以轻松配置客户端 IP 地址,而不必手动对客户端进行修改。 因此,绝大多数 Internet 提供商往往使用 DHCP 为不需要静态地址的用户分配地址。