DHCP原理与配置

发布时间：2022-08-19 11:23

引言：

一、DHCP介绍

1.dhcp概述

2.使用DHCP的好处

3.使用dhcp的原因

二、DHCP的模式及分配方式

1.dhcp 的模式（典型的C/S模式）

2.dhcp的分配方式

三、DHCP工作原理

1.客户机请求IP地址

2.服务器响应

3.客户机选择IP地址

4.服务器确定租约

5.重新登陆

6.更新租约

7.为什么会获得169.254.0.0/16网段的地址

四、使用DHCP动态配置主机地址

1.DHCP服务

2.可分配的地址信息主要包括

3.安装DHCP服务器DHCP服务器软件

4.主配置文件

5.启动DHCP服务

6.使用DHCP客户端

五、CentOS7环境中配置命令步骤

1.设置DHCP配置文件

2.设置全局配置（一般默认）

3.网段声明

4.host主机声明

5.最后开启服务

六、案例：动态分配IP地址

1.ensp上设置云服务器主机

2.ensp上配置三层交换机lsw2

3.ensp上配置二层交换机lsw1

4.配置网卡IP

5.重启网卡，查看网卡信息

6.安装dhcp，查看并找到配置文件

7.编辑dhcp配置文件

8.选择虚拟机网络类型

9.关闭防火墙并进行ping验证

七、总结

引言：

DHCP是TCP/IP网络中的计算机自动分配tcp/Ip参数的协议，减少了ip地址的浪费和维护成本，除此之外还能减少配置ip时的各种错误。

一、DHCP介绍

1.dhcp概述

DHCP(Dynamic Host Confiquration Protocol,动态主机配置协议)是由Internet工作任务小组设计开发的，专门用于为TCP/IP网络中的计算机自动分配tcp/Ip参数的协议，是一个应用层协议，使用UDP的67和68端口。DHCP的前身是BooTp协议(BootstrapProt0co1)，BOOTP被创建出来为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更加复杂，功能更强大。(如果使用wire shark抓包过滤协议是用bootp而不是dhcp)

网络工程师任务小组组织指定，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)

2.使用DHCP的好处

由于上网时间的不确定性以及使用人员的技术水平不同，为每位用户分配一个固定的地址，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服务则有以下好处：

1.减少管理员的工作量。

2.避免输入错误的可能。

3.避免IP地址冲突。

4.当网络更改P地址段时，不需要再重新配置每个用户的IP地址。

5.提高了IP地址的利用率。

6.方便客户端的配置。

3.使用dhcp的原因

DHCP服动设所产错，同时也避免了把一个地址分配给多台工作站所造成的地址冲突。DHCE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。

二、DHCP的模式及分配方式

1.dhcp 的模式（典型的C/S模式）

在网络中假设一台专用的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、默认网关地址、DNS服务器地址、广播地址)，其他主机作为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服务端和客户端需要保持通信，DHCP基于UDP协议，双方都有可能会主动向对方发起通信，因此双方都需要监听端口。

server端:DHCP Server(运行dhcp服务) UDP服务:监听端口67 ( bootps)

client端:DHCP Client(运行dhcp程序) UDP服务:监听瑞口68 ( bootpc)

2.dhcp的分配方式

1.自动分配是当DHCP客户机第一次成功地从DHCP服务器获取到一个IP地址后，就永久地使用这个IP地址。

2.手动分配是由DHCP服务器管理员专门指定IP地址。

3.动态分配是当DHCP客户机第一次从DHCP服务器获取地址后，并非永久地使用该地址，而是在每次使用完后，DHCP客户机就会释放这个IP地址，供其他客户机使用。

三、DHCP工作原理

客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程称为DHCP的租约过程

分为四个步骤

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.服务器响应

DHCP服务器接收到来自客户机请求lP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

3.客户机选择IP地址

DHCP客户机从接收到的第一个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

4.服务器确定租约

DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功确认，该消息包含有IP地址的有效租约和其他可配置的信息

当客户机收到DHCPACK消息时，配置IP地址，完成TCP/IP的初始化

5.重新登陆

DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要再发送DHCPDiscover信息，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP Request请求信息

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DHCPACK报文，则租期事新成功(即相期从0开始计算):如果收到DHCPNAK报文，则重新发送DHCP DTSCOVER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DHCE 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DHCPAK报文，则重新发DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址。

7.为什么会获得169.254.0.0/16网段的地址

一开始HCP客户机初始化TCP/IP，通过UDP端口67向网络中发送一个DHCP DISCOVER广播包，请求租用地址。任何接收到DHCPDTSCOVERI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DHCP OFFER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DHCP DISCOVER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Window s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。

四、使用DHCP动态配置主机地址

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

2.可分配的地址信息主要包括

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

3.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

主配置文件:letc/dhcpd.conf

执行程序:/usr/sbin/dhcpd、/usr/sbin/dhcrelay

4.主配置文件

ddns-update-style interim;       ###全局配置参数
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {       ###网段声明
option routers 192.168.0.1;               ###配置选项
.....
default-lease-time 21600;                ###配置参数
......               
host ns {
fixed-address 207.175.42.254;              ###主机声明
}

全局设置，作用于整个DHCP服务器

ddns-update-style none;

default-lease-time 21600;

max-lease-time 43200;

option domain-name "domain.org";

option domain-name-servers 202.106.0.20;

Subnet网段声明，作用于整个子网段

range参数:设置用于分配的IP地址池

option subnet-mask参数:设置客户机的子网掩码

option routers参数:设置客户机的默认网关地址

[root@localhost ~]# vi /etc/dhcpd.conf
subnet 192.168.4.0 netmask 255.255.255.0{
range192.168.4.128 192.168.4.131;
option subnet-mask  255.255.255.0;
option routers      192.168.4.1;
}

5.启动DHCP服务

[root@localhost ~]# systemctl start dhcpd
[root@localhost ~]# netstat -anpu | grep ":67"
udp   0   0 0.0.0.0:67   0.0.0.0:*    5684/dhcpd

查看租约文件/varllibldhcpd/dhcpd.lease

[root@localhost ~]# less /varllibldhcpd/dhcpd.leases
lease 192.168.4.131{               ###分配得客户端IP
starts 4 2017/05/11 17:27:15;      ###租期时间
ends 4 2017/05/11 23:27:15;
cltt 4 2017/05/11 17:27:15;
binding state active;
hardware ethernet 00:0c:29:3b:ff:76;     ###客户端MAC地址
}

6.使用DHCP客户端

两种使用方式

修改网卡配置文件（如ifcfg-ens33)

BOOTPROTO=dhcp

使用dhclient命令

dhclient [-d] [网络接口名]

[root@localhost ~]# viletclsysconfig/network-scriptslifcfg-ens33
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=dhcp
[root@localhost ~]# ifdown ens33 ; ifup ens33