DHCP原理与配置
目录
1、了解DHCP服务
1.1 网络工程师任务小组指定用来简化主机地址分配管理
1.2 DHCP的好处
1.3 为什么使用DHCP服务
1.4 DHCP的模式与分配方式
2、DHCP租约过程
2.1 客户机请求IP地址
2.2 服务器响应
2.3 客户机选择IP地址
2.4 服务器确定租约
2.5 重新登录
2.6 更新租约
2.7 为什么会获得169.254.0.0/16网段的地址
3、使用DHCP动态配置主机地址
3.1 DHCP服务
3.2 可分配的IP地址信息主要包括
4、安装DHCP服务器
4.1 实验步骤
5、使用DHCP实现不同网段获取地址
1、了解DHCP服务
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）；由Internet工作任务小组设计开发，专门用于为TCP/IP网络中的计算机自动分配TCP/IP数据协议，是一个应用程序协议，使用UDP的67和68端口。
DHCP的前身是BOOTP协议，BOOTP被创建出来是为了连接到网络中的设备自动分配地址，后来被DHCP取代了，DHCP比BOOTP更复杂，功能也更为强大（如果使用wireshark抓包过滤协议使用bootp而不是dhcp）
1.1 网络工程师任务小组指定用来简化主机地址分配管理
主要分配以下入网参数
- IP地址/子网掩码/广播地址
- 默认网关地址、DNS服务器地址
- PXE引导设置（TFTP服务器地址、引导文件名）
1.2 DHCP的好处
由于上网时间的不确定性以及使用人员的技术的水平不同，为每位用户分配一个固定的IP地址，不仅造成了IP地址的浪费，也会为ISP服务商带来高额的维护成本。
而使用DHCP有以下好处
- 减少管理员的工作量
- 避免输入错误的可能
- 避免IP地址冲突
- 当网络更改IP地址段时，不需要再重新配置每个用户的IP地址
- 提高了IP地址的利用率
- 方便客户端的配置
DHCP就是提供了一个便捷，自动分配IP地址，只要插上网线就可以上网
1.3 为什么使用DHCP服务
DHCP服务避免了因手动设置IP地址所产生的的错误，同时也避免了把一个IP地址分配给多台工作站所造成的的地址冲突。DHCP提供了安全、可靠且简单的TCP/IP网络设置，降低了配置IP地址的负担。
1.4 DHCP的模式与分配方式
典型的c/s模式
在网络中架设一台专用的DHCP服务器，负责集中分配各种网络地址参数（主要包括IP地址、子网掩码、广播地址、默认网关地址、DNS服务器地址）：其他主机为DHCP客户机，将网卡配置为自动获取地址，即可与DHCP服务器进行通信，完成自动配置过程。
DHCP服务是c/s模式，DHCP 服务端和客户端需要保持通信，DHCP基于UDP协议，双方都有可能主动发起通信，因此双方都需要监听端口。
Sever端：DHCP Sever（运行dhcp服务）
UDP服务：监听端口67（bootps）
Client端：DHCP Client（运行dhcp服务）
UDP服务：监听端口68（bootpc）
分配方式
- 自动分配：分配一个IP地址后永久使用
- 手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址
- 动态分配：使用完后释放该IP，供其他客机使用
2、DHCP租约过程
客户机从DHCP服务器获取IP地址的过程称为DHCP的租约过程
分为四个步骤
2.1 客户机请求IP地址
- 当一个DHCP客户机启动时，客户机还没有IP地址，所以客户机要通过DHCP获取一个合法的IP地址
- 此时DHCP客户机以广播方式发送DHCP Discover发现信息来寻找DHCP服务器
2.2 服务器响应
- DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机
- 如果有，DHCP服务器将此IP地址做上标记，加入到DHCP Offer的消息中，然后广播一则DHCP Offer消息
2.3 客户机选择IP地址
- DHCP客户机从接收到第一个DHCP Offer消息中提取IP地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能再分配给另一个DHCP客户机
2.4 服务器确定租约
- DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客户机广播确认成功，该信息包含有IP地址的有效租约和其他可配置信息
- 当客户机收到DHCP ACK消息时，配置IP地址，完成TCP/IP初始化
2.5 重新登录
DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要再发送DHCP Discover信息，而是直接发送包含前一次的所分配的IP地址的DHCP Request请求信息
2.6 更新租约
租期达到50%（T1）时，DHCP客户端会自动以单播的方式向DHCP服务器发送DHCP REQUEST报文，请求更新IP地址租期。如果收到DHCP服务器回应的DHCP ACK报文，则租期更新成功（即租期从0开始计算）；如果收到DHCP NAK报文，则重新发送DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址。
当租期达到 87.5%（T2）时，如果仍未收到DHCP服务器的应答，DHCP客户端会自动以广播的方式向DHCP服务器发送DHCP REQUEST报文，请求更新IP地址租期。如果收到DHCP服务器回应的DHCP ACK报文，则租期更新成功（即租期从0开始计算）；如果收到DHCP NAK报文，则重新发送DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址。
2.7 为什么会获得169.254.0.0/16网段的地址
一开始，DHCP客户机初始化TCP/IP，通过UDP端口67向网络中发送一个DHCPDISCOVER广播包，请求租用IP地址。任何接收到DHCPDISCOVER广播包并且能够提供IP地址的DHCP服务器，都会通过UDP端口68给客户机回应一个DHCPOFFER广播包，提供一个IP地址。但是,DHCP客户机在发出IP租用请求的DHCPDISCOVER广播包后，将花费1秒钟的时间等待DHCP服务器的回应，如果1秒钟没有服务器的回应，它会将这一广播包重新广播四次（以2，4，8和16秒为间隔，加上1~1000毫秒之间随机长度的时间）。四次之后，如果仍未能收到服务器的回应，则运行Windows的DHCP客户机将从169.254.0.0/16这个自动保留的私有IP地址（APIPA）中选用一个IP地址，而运行其他操作系统的DHCP客户机将无法获得IP地址。
3、使用DHCP动态配置主机地址
3.1 DHCP服务
- 为大量客户机自动分配地址，提供集中管理
- 减轻管理和维护成本，提高网络配置效率
3.2 可分配的IP地址信息主要包括
- 网卡的IP地址，子网掩码
- 对应的网络地址、广播地址
- 默认网关地址
- DNS服务器地址
4、安装DHCP服务器
DHCP服务器软件
CentOS光盘中的 dhcp-4.2.5-47.el7.centos.x86_64.rpm
DHCP软件包的主要文件
- 主要配置文件：/etc/dhcpd.conf
- 执行程序：/usr/sbin/dhcpd、/usr/sbin/dhcrelay
4.1 实验步骤
首先我们先检查一下我们有没有dchp的安装包
没有的话我们安装一个dhcp
安装完成后我们用rpm -qc查看一下有哪些配置文件
然后我们查看一下dhcpd.conf文件
因为服务刚安装好，配置文件没有任何东西，所以得拷贝一下
然我们用vim命令进去看一下，有配置文件了
然后我们拷贝一个然后修改一下设置
设置完成后，我们重启一下dhcpd，并且查看一下状态
都弄完以后我们测试一下
首先查看一下我们虚拟机的网络适配器
然后打开windows 10系统
如果没有显示出来设置的IP地址用命令刷新一下，再查看
查看自己获取IP的时间可以用less命令查看
查看自己的网络端口
5、使用DHCP实现不同网段获取地址
5.1 问题
同网段可以通过广播消息来通信，来可以查找主机，那不同网段呢，不同网段不能广播吧，这个时候是不是可以使用DHCP中继这个服务吧，也就是使用中继的技术，你们之前是不是使用过华为的中继啊 你配一个路由器或者配一个三层交换，然后呢，可以做个DHCP中继指向哪里 指向DHCP服务器 不就是能完成获取DHCP服务吗，就算不在同一网段我通过中继服务器转发不就可以了吗
5.2 分析DHCP
DHCP中继原理
当企业内部网络规模比较大时，通常通过 VLAN 将网络规划为多个不同的子网。但是 在该情况下一台 DHCP 服务器无法为不同网段的客户机同时提供服务，因为 DHCP 协议使 用广播，而 VLAN 能隔离广播。
5.3 两种方法可以解决
为每个网段安装一台 DHCP 服务器，但这种方式的弊端是：资源浪费与不利于管理；
在连接不同网段的设备上开启DHCP中继功能，将DHCP这种特殊的广播信息在VLAN 之间转发，让其他 VLAN 的客户机也能从 DHCP 服务器获取 IP 地址
5.4 实验配置
利用三层交换机作为不同vlan之间的dhcp中继
ensp里用云朵绑定vmnet网卡实现与linux的dhcp服务器通信（linux服务器使用仅主机模式）