系统操作和维护

DHCP服务原理及自动获取实验

一、DHCP的概念

DHCP(动态主机配置协议)——动态主机配置协议，专门用于TCP/IP网络中的计算机自动丢弃TCP/IP参数，属于应用层。

在真实场景中，服务器控制一个范围的IP地址，客户端在登录服务器时可以自动获取服务器分配的IP地址和子网掩码。

使用DHCP服务可以自动为大量客户端分配地址，并提供集中管理，从而降低管理和维护成本，提高网络配置效率。

可分配的地址信息主要包括：网卡的ip地址和子网掩码；对应的网络地址和广播地址；默认网关地址；Dns服务器地址。

二、DHCP的租用流程

1.Discover——发现阶段，即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户端发送DHCP discover信息，通过广播的方式找到DHCP服务器(因为客户端不知道DHCP服务器的IP地址)，即发送特定的广播信息到地址255.255.255.255。网络上安装了TCP/IP协议的每台主机都会收到此广播信息，但只有DHCP服务器会做出响应。

2.Offer——提供舞台，即DHCP服务器提供IP地址。在网络中接收DHCP发现信息的DHCP服务器将做出响应。它选择一个尚未租用的IP地址并将其分配给DHCP客户端，然后向DHCP客户端发送一个包含租用IP地址和其他设置的DHCP offer。

3.Request——请求(选择)阶段，即DHCP客户端选择DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多个DHCP服务器向DHCP客户端发送的DHCP offer提供信息，DHCP客户端只接受第一个DHCP offer提供的信息，然后它通过广播应答一个DHCP请求消息，该消息包含向它选择的DHCP服务器请求IP地址的内容。广播回答的原因是通知所有的DHCP服务器，他将选择一个DHCP服务器提供的IP地址。

4.ACK——确认阶段，即DHCP服务器确认提供的IP地址。当DHCP服务器接收到DHCP客户端应答的DHCP请求消息时，向DHCP客户端发送包含其提供的IP地址和其他设置的DHCP ack确认消息，告知DHCP客户端可以使用其提供的IP地址。然后DHCP客户端会将其TCP/IP协议绑定到网卡。此外，除了DHCP客户端选择的服务器之外，所有DHCP服务器都将收回提供的IP地址。

5.重新登录——再次登录。以后DHCP客户端每次再次登录网络时，不需要发送DHCP discover发现信息，而是直接发送包含上次分配的IP地址的DHCP请求信息。当DHCP服务器收到这个消息时，它会尝试让DHCP客户端继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ack确认消息。如果此IP地址不能再分配给原始DHCP客户端(与其他DHCP客户端相比)，DHCP服务器将向DHCP客户端回复DHCP nack拒绝消息。当原始DHCP客户端收到此DHCP nack拒绝消息时，它必须重新发送DHCP discover发现消息，以请求新的IP地址。

6.更新——更新租约。一般DHCP服务器租给DHCP客户端的IP地址是有租期的，租期过后DHCP服务器会收回租用的IP地址。如果DHCP客户端想要延长其IP租约，它必须更新其IP租约。当DHCP客户端启动且IP租期过半时，DHCP客户端会自动向DHCP服务器发送更新其IP租期的信息。

三、DHCP的优势

减少管理；

避免输入错误；

避免IP地址冲突；

提高IP地址的利用率；

方便的客户端配置。

四、DHCP的分布模式

自动分配：当DHCP客户端第一次从DHCP服务器成功获得IP地址时，它将永久使用这个地址。

手动分配：DHCP服务器的管理员专门指定IP地址；

动态分配：当DHCP客户端第一次从DHCP服务器成功获取一个IP地址时，不会永久使用该地址，而是在每次使用后为其他客户端释放该IP地址。(PS:我自己做实验验证的时候发现，当分配的IP地址范围足够大，主机数量很少的时候，不管释放不释放，都会得到和以前一样的IP地址，但是当范围很小的时候，比如只有一个，一个客户端直到另一个renew释放才能得到其他的。)

5.DHCP动态分配实验

实验环境：Windows10托管一台主机，使用win10虚拟机进行验证，使用Centos7作为服务器进行配置。

实验目的：验证DHCP动态分配ip地址。原win10虚拟机属于其他网段或169网段。根据您配置的连接模式，您最终可以获得您配置的网段范围内的IP地址。

实验过程中的注意事项：

首先是网卡配置，两台虚拟机需要同一块网卡，增加一块网卡需要重启主机；

其次，关闭防火墙，关闭SELinux增强安全功能；

最后，一定要在配置文件后重启相应的服务！

实验过程步骤如下：

(1)下载软件包

(2)更换网卡

(3)查看软件包配置文件，配置静态IP地址。

(4)关闭防火墙和SELinux，更改DHCP配置文件，启用dhcpd服务。

(win10的原始ip地址无效。

(6)更换win10测试仪的网卡，重新测试。

不及物动词摘要

本文主要介绍DHCP的相关概念和ip分配的原理，以及使用DHCP服务的优势。最后，结合实验验证了DHCP服务是如何动态分配ip的。

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