DHCP 概述

DHCP 概述

一、基本概念

Openstack在创建虚拟机的时候，会通过neutron的DHCP服务为虚拟机动态分配一个ip地址。Neutron提供DHCP功能的组件是运行在网络节点上的neutron-dhcp-agent服务。

1. dnsmasq进程为网络提供dhcp功能
   
   当创建network，并开启对应subnet的dhcp功能时，neutron会在网络节点上启动一个dnsmasq进程为该network提供DHCP服务。

dnsmasq重要命令参数解释

–interface： dnsmasq用来监听DHCP请求/响应的端口，从而提供DHCP服务。

–dhcp-hostsfile：存放DHCP host信息的文件，dnsmasq会从该文件中获取port和mac地址的对应关系。

–dhcp-leasefile: 租约文件，当我们成功运行dhcpd服务后，就可以分配ip地址给客户端，这些租用信息都可以通过查看租约文件/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases来查看每个ip地址的租约记录。

每个租约声明都包含已租给客户端的单个ip地址。大括号内的语句定义了租约的期限及租约分配对象。

starts date;租约的开始时间

ends date;租约的结束时间

2. Network namespace

Neutron通过namespace 为每个network提供独立的DHCP，从而允许租户创建重叠的网络。

DHCP对应的namespace以qdhcp-network_id命名，可以通过ip netns查看（网络节点上运行）

通过命令ip netns exec qdhcp-6f854b6c-231d-48c3-876d-0514718bbb58 ip a 可以看到在该网络的namespace中，为tap22c9cf6e-cb设备配置了ip地址。

而tap22c9cf6e-cb设备是连接在br-int上的一个port，dnsmasq就是通过监听该端口来为对应网络提供dhcp服务。

3. DHCP获取IP过程分析

创建虚拟机vm1时，Neutron会为其分配一个port，并同步mac和ip地址信息到dnsmasq的host文件中，如图：

cat /var/lib/neutron/dhcp/6f854b6c-231d-48c3-876d-0514718bbb58/host

同时，nova-compute会生成instance的xml文件，其中网络部分如下：

virsh edit instance-00000001

虚拟机第一次启动时：

• 虚拟机vm1启动时，会发出dhcpdiscover广播报文，该报文会在整个network（vlan）中被收
• dhcpdiscover广播报文会到达tap2c6747c1-2a，dnsmasq监听在它上面，dnsmasq检查对应网络的host文件，发现有对应选项，于是dnsmasq以dhcpoffer报文将ip（192.168.1.10），netmask（24）等信息发送给虚拟机vm1
• 虚拟机vm1发送dhcprequest广播消息，确认接受dhcpoffer消息。
• dnsmasq对虚拟机vm1的dhcprequest报文发送dhcpack消息进行确认，虚拟机vm1收到dhcpack消息之后，开始使用对应ip，整个过程结束。

4. 具体源码参考https://blog.csdn.net/gyunling/article/details/88829156

二、DHCP原理

1. DHCP基本概念
   DHCP Dynamic Host Configure Protocol，动态主机配置协议
   从BOOTP协议发展过来
   UDP封装，服务器端口67，客户端端口68
   动态分配TCP/IP信息（IP地址，子网掩码，默认网关，DNS服务器等）
   分配出去的信息识有租约的
   
2. DHCP系统组成
   
   DHCP Client：通过DHCP协议请求获取IP地址等网络参数的设备
   DHCP Server：能提供DHCP功能的服务器或网络设备
   DHCP Relay：负责DHCP服务器和DHCP客户端之间的DHCP报文，协助DHCP服务器向DHCP客户端动态分配网络参数的设备
3. DHCP报文类型
   

三、DHCP IPV6讲解