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前言
DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段lP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的lP地址和子网掩码。
一、什么是DHCP
1.1 DHCP概述
DHCP是一个自动分发IP地址的协议。主要作用于局域网内，如果想要在广域网使用DHCP的功能需要在路由器上进行配置。
DHCP种会有地址池，地址池内容是网段或连续IP需要人为设置。
1.2 DHCP的好处
减少管理员的工作量
避免IP地址冲突
当网络更改IP地址时，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
1.3 DHCP的分配方式
DHCP的典型应用模式
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，广播地址，默认网关地址，DNS服务器地址）
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
这就产生了三种分配方式：自动分配，手动分配，动态分配
1.3.1 自动分配
自动分配是当DHCP客户机第一次成功的从DHCP服务器获取到一个IP地址后，就永久使用中这个IP地址。
例如：工作环境中，局域网内的打印机、座机
1.3.2 手动分配
由DHCP服务器管理员专门指定的IP地址
1.3.3 动态分配
动态分配是当DHCP客户机第一次从DHCP服务器获取到IP地址后，并非永久的使用该地址，而是在每次使用完成后，DHCP客户机就会释放这个IP地址，供其他客户机使用。
二、DHCP工作原理（租约过程）
客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程称为DHCP的租约过程
2.1 租约过程分为以下四个步骤：
1.客户端在局域网中发出广播，称为discover，通过此种方式查看是否有DHCP服务器存在
2.DHCP收到广播后进行回应，但因为不知道客户端的IP地址，所以同样以广播的形式发出的offer（响应，包括有哪些IP地址）响应客户机
3.客户端收到offer后，开始发出request广播请求
4.DHCP收到广播后，再次发出ACK确认广播来回应客户端。
2.2 租约过程详解
2.2.1 客户端广播寻找DHCP服务器（第一阶段）
◆ 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客户机以广播的形式发送DHCP discover来寻DHCP服务器
◆ 因为自己没有IP地址，所以源IP地址为：0.0.0.0
同时也不知道DHCP服务器地址，所以发送广播255.255.255.255
2.2.2 DHCP响应（第二阶段）
◆ 当与客户机同局域网种的DHCP服务器收到广播后，就会在自己的IP地址池种查找是否由合法的IP地址供给客户机，若有，则DHCP服务器会将此IP地址做上标记，加入DHCP offer的消息中，并且以广播的形式发送一条offer消息。
◆ 此时客户端还未有IP地址，所以发送广播
在这里插入图片描述
2.2.3 客户机选择IP地址
◆ DHCP客户机从接收到的第一个DHCP的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客户机
◆ 如果局域网中存在1个以上的DHCP服务器，那么客户机会根据收到DHCP offer的第一顺序来确定使用哪个DHCP服务器的地址
◆ 客户机确认地址后，发送DHCP request广播，选择地址，并附上租约期限信息(默认为8天)
2.2.4 DHCP确认租约
◆ DHCP服务器确认租约：发送DHCP ACK广播
◆ 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消息
◆ 当客户机收到DHCP ACK消息时，他就配置了IP地址，完成TCP/IP的初始化
◆ 此时服务器发出的仍旧是广播，因为客户机还没有IP地址
2.3 租约过程详解
2.3.1 重新登录
◆ DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要在发送DHCP的discover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
◆ DHCP服务器收到请求后，检查IP地址资源池
1.发现客户机请求中的IP地址仍旧存在，便发送ACK，将IP地址分配给客户机
2.发现客户机请求中的IP地址已被占用，便返回一个Nack否认信息，然后客户机重新开始请求IP地址的步骤。
2.3.2 租约更新
◆ 当DHCP服务器向客户机出租的IP地址租期达到50%时，就需要更新租约
◆ 客户机直接向提供租约的服务器发送DHCP request包，要求更新现有的地址租约
如果客户机发送请求更新租约小心时，DHCP服务器宕机，再默认租约期限（8天）到期时，会自动释放地址。然后客户机中的dhcp会自动分配一个169.254.0.0~169.254.255.255网段的地址（此地址无意义，仅为了有IP地址而分配的IP地址）
三、DHCP服务器配置
3.1 使用DHCP动态配置主机地址
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
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
3.2 安装DHCP服务器
DHCP软件包的主要文件：
主配置文件：/etc/dhcpd.conf
执行程序：/usr/sbin/dhcpd/ /usr/sbin/dhcrelay
执行参数配置：/etc/sysconfig/dhcpd
3.21 主配置文件
dhcpd.conf 的内容构成
全局配置：针对整台服务器
subnet网段声明：作用于整个子网，优先级高于全局配置
host主机声明：作用于单个主机，绑定mac地址，指定其ip地址
3.2.4 租约文件
查看租约文件方法：
vim /var/lib/dhcpd/dhcpd.lease
或
less /var/lib/dhcpd/dhcpd.lease
四、搭建DHCP服务器，给WIN10分配IP（实验）
4.1环境
用一台CentOS7.6搭建DHCP服务，使用另一台WIN10 虚拟机作为服务对象，在安装好DHCP软件后，按照图示更换网络环境
4.2实验需求
1.验证子网优先级大于全局
2.指定ip到WIN10
4.3实验步骤
1.清空防火墙规则，临时关闭SELINUX，检查dhcp软件包是否安装
2.由于这里安装完成，直接将网络模式调整为仅主机
3.vim 指定地址给服务器，避免WIN10 无法定位dhcp服务器
4.vim /etc/dhcp/dhcpd.conf(打开dhcp主配置文件，cp配置模板路径），将复制的模板文件覆盖到主配置文件
（这里忘记截图了，博主比较懒这里cp一下就好了）
5.！vim，再次打开上次VIm文件，即dhcp主配置文件，找到全局配置，手动定义相关参数
6.全局模式下配置DNS 8.8.8.8，在子网声明网段、掩码、地址池、网关
7.wq保存退出，systemctl start dhcp 重启服务，netstat -nuap查看是否开启；打开WIN10,通过ipconfig /release、ipconfig/renew释放获取
8.在子网声明DNS为9.9.9.9，在WIN10中验证优先级iponfig /all
满足需求一
9.进入配置文件更改主机声明，绑定WIN10 mac地址，指定ip为192.168.100.90
满足需求二
五、DHCP中继实验
5.1实验环境
一台三层交换机，一台二层交换机，一台DHCP服务器，两台客户机PC1、PC2，其网络拓扑图如下：
5.2DHCP中继服务相关配置命令
[SW1]dhcp enable '开启dhcp服务'
[SW1]int vlan 10 '进入vlanif 10 接口配置'
[SW1-Vlanif10]dhcp select relay '配置dhcp中继'
[SW1-Vlanif10]dhcp relay server-ip 192.168.100.100 '提供dhcp中继的IP地址为192.168.100.100'
5.3实验需求
两台PC客户机通过DHCP中继服务获取可用IP地址
5.4实验步骤
5.4.1二层交换机SW2配置参数
<Huawei>undo terminal monitor '关闭终端告警或日志显示'
<Huawei>sys '进入系统失视图模式'
[Huawei]sysn SW2 '配置二层交换机名称为SW2'
[SW2]vlan batch 10 20 100 '创建vlan'
[SW2]int e0/0/2 '进入接口'
[SW2-Ethernet0/0/2]port link-type access '配置为access口'
[SW2-Ethernet0/0/2]port default vlan 10 '将接口划入vlan 10'
[SW2-Ethernet0/0/2]q '退出'
[SW2]int e0/0/3
[SW2-Ethernet0/0/3]port link-type access
[SW2-Ethernet0/0/3]port default vlan 20
[SW2-Ethernet0/0/3]q
[SW2]int e0/0/4
[SW2-Ethernet0/0/4]port link-type access
[SW2-Ethernet0/0/4]port default vlan 100
[SW2-Ethernet0/0/4]q
[SW2]int e0/0/1
[SW2-Ethernet0/0/1]port link trunk
[SW2-Ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[SW2-Ethernet0/0/1]q
5.4.2三层交换机SW1配置参数
<Huawei>undo terminal monitor '关闭终端告警或日志显示'
<Huawei>sys '进入系统失视图模式'
[Huawei]sysn SW1 '配置二层交换机名称为SW1'
[SW1]vlan batch 10 20 100 '创建vlan'
[SW1]int g0/0/1 '进入接口'
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link trunk '配置为trunk口'
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]q
[SW1]int vlan 10
[SW1-Vlanif10]ip add 192.168.10.1 24
[SW1-Vlanif10]q
[SW1]int vlan 20
[SW1-Vlanif20]ip add 192.168.20.1 24
[SW1-Vlanif20]q
[SW1]int vlan 100
[SW1-Vlanif100]ip add 192.168.100.1 24
[SW1-Vlanif100]q
[SW1]dhcp enable '开启dhcp服务'
[SW1]int vlan 10 '进入虚拟接口vlanif 10'
[SW1-Vlanif10]dhcp select relay '配置dhcp中继'
[SW1-Vlanif10]dhcp relay server-ip 192.168.100.100 '提供dhcp中继的IP地址为192.168.100.100'
[SW1-Vlanif10]q '退出'
[SW1]int vlan 20
[SW1-Vlanif20]dhcp select relay
[SW1-Vlanif20]dhcp relay server-ip 192.168.100.100
[SW1-Vlanif20]q
[SW1]int vlan 100
[SW1-Vlanif100]dhcp select relay
[SW1-Vlanif100]dhcp relay server-ip 192.168.100.100
[SW1-Vlanif100]q
5.4.3CentOS 7.6虚拟机DHCP服务的配置参数
'先连接网络（我自己连接的是NAT模式）'
[root@localhost ~]# rpm -q dhcp '查看有没有安装DHCP软件包'
未安装软件包 dhcp
[root@localhost ~]# yum -y install dhcp* '安装DHCP软件包'
'安装dhcp服务后更换VMnet3网卡（仅主机模式）'
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 '进入ens33网卡进行修改'
XY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPRO=static '启用地址协议设置为static:静态协议'
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=3cae1424-fc31-4f04-874b-e2bb66dfc8c1
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes '系统启动时自动加载，改为yes'
IPADDR=192.168.100.100 '设置网卡IP地址'
NETWORK=255.255.255.0 '网卡子网掩码'
GATEWAY=192.168.100.1 '网卡网关地址'
DNS1=8.8.8.8 '域名解析服务地址'
':wq保存退出'
[root@localhost ~]# service network restart '重启网卡'
Restarting network (via systemctl): [ 确定 ]
[root@localhost ~]# ifconfig '查看网卡IP地址是否更改成功'
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.100.100 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.100.255
inet6 fe80::d80b:cb4a:4fe5:254b prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 00:0c:29:f4:24:29 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 32441 bytes 47757573 (45.5 MiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 8291 bytes 529703 (517.2 KiB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
......
[root@localhost ~]# ping 192.168.100.1 '此时可以ping一下网关，可以ping通，Ctrl+C退出'
PING 192.168.100.1 (192.168.100.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.100.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=30.6 ms
64 bytes from 192.168.100.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=41.7 ms
64 bytes from 192.168.100.1: icmp_seq=3 ttl=255 time=33.3 ms
[root@localhost ~]# ping 192.168.10.1
[root@localhost ~]# ping 192.168.20.1
[root@localhost ~]# cat /etc/dhcp/dhcpd.conf '查看，复制模板/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example'
# see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example
......
[root@localhost ~]# cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf '将/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example中内容复制到/etc/dhcp/dhcpd.conf中'
cp：是否覆盖"/etc/dhcp/dhcpd.conf"？ yes
5.6验证需求
至此满足实验需求，实验成功
踩坑总结
在做实验时、博主开始忘记关闭VM1网卡自带DHCP服务，在实验过程中WIN10 始终无法获取Linux7.6分配地址。故在虚拟机实验时，有冲突服务，一定要关闭VM自带的服务设置