|NO.Z.00009|——————————|LinuxNetwork|——|Linux&DHCP服务.V01|——|4台server|
一、DHCP简介
### --- DHCP简介
~~~ DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)
~~~ 是一个工作在应用层的局域网网络协议,数据传输时使用UDP不可靠传输协议工作,
~~~ 通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理,分配网络资源,
~~~ 使用环境中的主机能动态的获得IP地址,Gateway地址,DNS服务器地址等信息,
~~~ 并能够提升地址的使用率。
~~~ 在家庭环境,办公环境,机房都会使用。
二、DHCP工作原理(租约四部曲+续租)

### --- 广播请求:
~~~ DHCP Client向DHCP Server发起请求DHCP Discover:IP请求过程,
~~~ 找到对应的DHCP Server服务器
~~~ #反馈:
~~~ DHCP Server向DCHP Client回复DHCP Offer:可用IP地址;谁发给它的最快就使用哪个。
~~~ DHCP Client判断哪一个最快就说明那一台DHCP Server和它之间的距离,网络状态更好一点。
~~~ 所以会接第一个。方便后期租期的续租。
~~~ #确认:
~~~ DHCP Client向DHCP Server发相应确认信息DHCP Request,
~~~ 告诉DHCP Server这个IP地址我要使用,
~~~ #反馈:
~~~ 第一种情况:DHCP Server收到DHCP Client客户端要使用该IP的信息之后,
~~~ 反馈确认信息DHCP ACK:建立租约。
~~~ #反馈:
~~~ 第二种情况:DHCP Client向DHCP Server发送DHCP Request确认信息时,
~~~ 这个地址已经被其它主机已经使用上了;
~~~ DHCP Server就会向DHCP Client反馈DHCP NAK(NACK)拒绝把资源租给DHCP Client的模式;
~~~ 若是不建立租约;再从头重新建立租约关系。
三、DHCP客户端进行IP请求

### --- DHCP客户端进行IP请求
~~~ 当一个DHCP客户机启动时,会自动将自己的IP地址配置成0.0.0.0,
~~~ 由于使用0.0.0.0不能进行正常通信,所以客户机就必须通过DHCP服务器来获取一个合法的地址,
~~~ 由于客户机不知道DHCP服务器的IP地址,
~~~ 所以它#使用0.0.0.0的地址作为源地址,
~~~ #使用255.255.255.255(局域网内能够实用的任意IP地址)作为目标地址,
~~~ #使用UDP 67端口作为目的的端口来广播请求IP地址信息。
~~~ 广播信息DHCP Discover中包含了DHCP客户机的MAC地址和计算机名,
~~~ 以便使用DHCP服务能确定是哪个客户机发送的请求。
~~~ DHCP Client发起广播;虽然是广播,但是不是所有主机都会接受到数据,
~~~ 只有DHCP Server含有67端口的才会响应,其它主机不会受到影响。
### --- DHCP服务响应请求
~~~ 当DHCP服务接收到客户机请求IP地址的信息时,
~~~ 他就在自己的IP地址池(合法的/可用的地址)中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。
~~~ 如果有,DHCP服务器就将此IP地址做上标记,加入到DHCP OFFER的消息中,
~~~ 然后DHCP服务器就广播一则包括下列信息的DHCP OFFER消息。
~~~ DHCP客户机的MAC地址,DHCP服务器提供的合法IP地址,
~~~ 子网掩码:默认网关(路由)租约的期限,DHCP服务器的IP地址-MAC。
~~~ 因为DHCP客户机还没有IP地址,所以DHCP服务器使用自己的IP地址作为源地址,
~~~ 使用255.255.255.255作为目标地址,使用UDP 68端口作为源端口来广播DHCP OFFER信息
### --- DHCP客户机选择IP
~~~ DHCP客户机从接受到的第一个DHCP OFFER消息中选择IP地址,
~~~ 发出IP地址DHCP服务器将该地址保留,这样改地址就不能提供给另一个DHCP客户机,
~~~ 当客户机从第一个DHCP服务器接受DHCP OFFER并选择IP地址后,DHCP租约的第三过程发生。
~~~ 客户机将DHCP REQUEST消息广播到所有的DHCP服务器,表明它接收提供的内容。
~~~ DHCP REQUEST消息包括为该客户机提供IP配置的服务器的服务表示(IP地址)
~~~ DHCP服务器查看服务器表示符字段,以确定它自己是否被选择为指定的客户机提供IP地址,
~~~ 如果那些DHCP OFFER被拒绝,则DHCP服务器会取消并保留其IP地址以用于下一个IP租约请求。
~~~ 在客户机选择IP的过程中,虽然客户机选择了IP地址,但是还没有配置IP地址,
~~~ 而在一个网络可能有几个DHCP服务器,
~~~ 所以#客户机仍然使用0.0.0.0的地址作为源地址,使用255.255.255.255作为目标地址,
~~~ #使用UDP67端口作为目的端口来广播DHCP REQUEST信息。
### --- DHCP服务器确认租约
~~~ 服务器确认租约:DHCP ACK:DHCP服务器接受到DHCP REQUEST消息后,
~~~ 以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功的确认,
~~~ 该消息包含有IP地址的有效租约和其他坑你配置的信息。
~~~ 虽然服务器确认了客户机的租约请求,但是客户机还没有收到服务器的DHCPACK消息,
~~~ 所以#服务器仍然使用自己的IP地址作为源地址,使用255.255.255.255作为目标地址,
~~~ #使用UDP 68端口作为源端口来广播DHCP ACK信息,当客户机收到DHCP ACK消息时,
~~~ #它就配置了IP地址,完成了TCP/IP的初始化。
~~~ 服务器拒绝租约:DHCP NACK (DHCP NAK)
~~~ 如果DHCP REQUEST不成功,例如客户机试图租约先前的IP地址,但该IP地址不再可用,
~~~ 或者因为客户机移到其它子网,该IP无效时,DHCP服务器将广播否定确认消息DHCP NACK,
~~~ 当客户接收到不成功的确认时,它将重新开始DHCP租约过程。
~~~ #注:
~~~ 如果DHCP客户机无法找到DHCP服务器,
~~~ 它将从TCP/IP的B类网段169.254.0.0/16中挑选一个IP地址作为自己的IP地址,
~~~ 继续每个5分钟尝试与DHCP服务器进行通讯,一旦与DHCP服务取得联系,
~~~ 则客户机放弃自动配置的IP地址,而使用DHCP服务器分配的IP地址。
~~~ DHCP客户机收到DHCP服务器回应的ACK报文后,
~~~ 通过地址冲突检测(ARP)发现服务器分配的地址冲突或者由于其它原因导致不能使用。
~~~ 则发送DECLINB报文,通知服务器所分配的IP地址不可用。
### --- DHCP客户机续租:
~~~ DHCP客户机会在租期过去50%的时候,
~~~ 直接向为其提供IP地址服务器发送DHCP REQUEST消息包,
~~~ 如果客户机接收到该服务器回应的DHCP ACK消息包,
~~~ 客户机就根据包中所提供的新的及其它已经更新的TCP/IP参数,更新自己的配置,
~~~ IP租用更新完成。如果没有收到该服务器的回复。则客户机继续使用现有的IP地址,
~~~ 因为当前租期还没有50%
~~~ 如果在租期过去50%的时候没有更新,
~~~ 则DHCP客户机将在租期过去87.5%的时候再次向为其提供IP地址的DHCP服务器联系,
~~~ 如果还不成功,到租约的100%时候,DHCP客户机必须放弃这个IP地址,重新申请,
~~~ 如果此时无DHCP服务器可用,DHCP客户机会使用169.254.0.0/16中随机的一个地址,
~~~ 并且每隔5分钟再进行尝试。
Walter Savage Landor:strove with none,for none was worth my strife.Nature I loved and, next to Nature, Art:I warm'd both hands before the fire of life.It sinks, and I am ready to depart
——W.S.Landor
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