[DHCP服务]——DHCP详解

DHCP：(Dynamic Host Configuration Protocol) 动态主机配置协议

1. DHCP是一个局域网的网络协议，采用UDP协议工作

2. DHCP作用

(1)主要应用在大型的局域网环境中，用于给局域网中的主机动态地获得网络参数信息；

(网络参数信息包括：IP地址、子网掩码、Gateway地址、DNS服务器地址等)

(2)这种集中管理、分配IP地址的方式有利于提高地址的利用率、减少冲突，网络管理员也能够利用DHCP Server对局域网内的主机进行更好的管理。

3.DHCP基本工作原理

DHCP Client和DHCP Server之间的数据传递过程如图所示：

第一步：

DHCP客户端在其局域网内广播发送DHCP Discover包，寻找该局域网内的DHCP服务器，其中：
     • 只要安装了TCP/IP协议的主机都能接受到这种广播，但只有DHCP服务器才作出回应
     • 源MAC是自己的MAC地址，目的MAC是FFFF.FFFF.FFFF的广播
     • 源IP是0.0.0.0（现在还没有IP，就用全0地址），目的IP是255.255.255.255的三层广播
     • DHCP Discover包含的内容有：客户机的MAC地址和主机名
     • DHCP Discover是UDP数据包

第二步：

DHCP服务器收到DHCP Discover后都会作出回应，根据客户端的MAC地址和自身的配置，有三种IP分配方式：
    • 若日志文件中有记录该MAC之前曾租用过某IP，且当前无人使用，则分配此IP
    • 若配置中有规定该MAC租用固定IP，则分配此IP
    • 若都没有，则从地址池中随机选取（有多个sunet时，它分配的一定是同一个局域网网段的那个）
    • 可以通过ARP广播的方式确认该IP地址是否被使用
选取IP后将此IP标记，广播一个DHCP Offer包：
    • DHCP Offer包中包含：客户机的MAC地址，提供的合法IP，子网掩码，组约期限，服务器标识等参数
    • 此时客户机还没有IP地址，所以是以广播的方式发送。

第三步：

客户端收到DHCP Offer后，选择一个Offer包(即一个网络租约信息)：
    • 如果该局域网内有多个DHCP服务器，则客户端会选择它收到的第一个offer包
然后客户端会给该局域网中的所有主机发送广播包(DHCP Request)：
    • 告知自己已接受的出租IP和DHCP服务器的IP。

第四步：

服务器收到Request包，服务器和客户机确认租约关系。
服务器回送dhcp ack/dhcp nack包、告知期限、开始租约计时。
（ 以dhcp ack包向客户机广播出去，当客户机确认了收之后，就配置自己的IP地址(和相关网络参数)，完成初始化.）

如果遇到客户端脱机或租约到期，则断线。

总结来看：

4.Linux中与DHCP相关的文件、端口

4.1 DHCP Server端

(1) /etc/dhcp/dhcpd.conf

DHCP服务器的主要配置文件

(2) /usr/sbin/dhcpd

启动整个DHCP daemon的脚本文件

(3) /var/lib/dhcpd/dhcpd.leases

记录着服务器与客户端租约建立的起始日与到期日

大致看看其中的内容：

# cat dhcpd.leases

# The format of this file is documented in the dhcpd.leases(5) manual page.
# This lease file was written by isc-dhcp-4.1.1-P1
lease 172.16.10.2 {
  starts 3 2009/11/25 07:09:30;
  ends 3 2009/11/25 09:09:30;
  cltt 3 2009/11/25 07:09:30;
  binding state active;
  next binding state free;
  hardware ethernet 00:0c:29:ef:31:b6;
}

　　(4) /var/log/messages、 /var/log/boot.log

查看dhcp相关日志的两个文件

4.2 DHCP Client端

      (1) /var/lib/dhclient/dhclient-eth0.leases

记录着某网卡与dhcp服务器租约建立的起始日与到期日

大致看看其中的内容：

# cat /var/lib/dhclient/dhclient-eth0.leases 

lease {
  interface "eth0";
  fixed-address 10.0.10.191;
  filename "pxelinux.0";
  option subnet-mask 255.255.0.0;
  option dhcp-lease-time 6000;
  option routers 10.0.0.254;
  option dhcp-message-type 5;
  option dhcp-server-identifier 10.0.0.254;
  option domain-name-servers 114.114.114.114,112.124.47.27;
  renew 2 2016/06/21 16:10:06;
  rebind 2 2016/06/21 16:54:56;
  expire 2 2016/06/21 17:07:26;
}

4.3 DHCP端口

(1)Server端：67

(2)Client端：68

5. DHCP Relay（DHCP中继代理）

    如果DHCP Server和DHCP Client在同一个物理网段，则直接由这台Server给Client分配IP；

如果不在同一个物理网段，则需要DHCP Relay。Client借由DHCP中继代理服务器寻找到DHCP Server。

避免了在各个网段都设置一台DHCP Server以节约设备成本。

6. DHCP基本原理在VMware的实验