DHCP原理與實例

1.    了解DHCP服務

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議）通常被應用在大型的局域網絡環境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使網絡環境中的主機動態的獲得IP地址、Gateway地址、DNS服務器地址等信息，并能夠提升地址的使用率。

2.     DHCP的好處

l  減少管理員的工作量

l  避免輸入錯誤的可能

l  避免IP沖突

l  提高了IP地址的利用率

l  方便客戶端的配置

3.     DHCP的分配方式

l  自動分配

    DHCP服務器為主機指定一個永久性的IP地址，一旦DHCP客戶端第一次成功從DHCP服務器端租用到IP地址后，就可以永久性的使用該地址。

l  手動分配

客戶端的IP地址是由網絡管理員指定的，DHCP服務器只是將指定的IP地址告訴客戶端主機。

l  動態分配

DHCP服務器給主機指定一個具有時間限制的IP地址，時間到期或主機明確表示放棄該地址時，該地址可以被其他主機使用。

4.     DHCP的租約過程

DHCP協議采用UDP作為傳輸協議，主機發送請求消息到DHCP服務器，DHCP服務器回應應答消息給主機。詳細的交互過程如下圖。

l  客戶機請求

Dhcp客戶端以廣播的方式發出DHCP Discover 報文

所有的DHCP Server都能夠接收到DHCP Client發送的DHCP Discover報文，所有的DHCP Server都會給出響應，向DHCP Client發送一個DHCP Offer報文。

l  服務器響應

DHCP Server收到DHCP Request報文后，判斷選項字段中的IP地址是否與自己的地址相同。如果不相同，DHCP Server不做任何處理只清除相應IP地址分配記錄；如果相同，DHCP Server就會向DHCP Client響應一個DHCP ACK報文，并在選項字段中增加IP地址的使用租期信息。

l  客戶機選擇IP

DHCP客戶端接收到DHCP ACK報文后，檢查DHCP Server分配的IP地址是否能夠使用。如果可以使用，則DHCP 客戶端成功獲得IP地址并根據IP地址使用租期自動啟動續延過程；如果DHCP 客戶端發現分配的IP地址已經被使用，則DHCP 客戶端向DHCPServer發出DHCP Decline報文，通知DHCP Server禁用這個IP地址，然后DHCP 客戶端開始新的地址申請過程。

l  服務器確定租約

DHCP 客戶端在成功獲取IP地址后，隨時可以通過發送DHCP Release報文釋放自己的IP地址，DHCP Server收到DHCP Release報文后，會回收相應的IP地址并重新分配。

需要注意的是在使用租期超過50%時刻處，DHCP 客戶端會以單播形式向DHCP Server發送DHCPRequest報文來續租IP地址。如果DHCP 客戶端成功收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則按相應時間延長IP地址租期；如果沒有收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則DHCP Client繼續使用這個IP地址。

在使用租期超過87.5%時刻處，DHCP Client會以廣播形式向DHCP Server發送DHCPRequest報文來續租IP地址。如果DHCP Client成功收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則按相應時間延長IP地址租期；如果沒有收到DHCP Server發送的DHCP ACK報文，則DHCP Client繼續使用這個IP地址，直到IP地址使用租期到期時，DHCP Client才會向DHCP Server發送DHCP Release報文來釋放這個IP地址，并開始新的IP地址申請過程。

需要說明的是：DHCP客戶端可以接收到多個DHCP服務器的DHCPOFFER數據包，然后可能接受任何一個DHCPOFFER數據包，但客戶端通常只接受收到的第一個DHCPOFFER數據包。另外，DHCP服務器DHCPOFFER中指定的地址不一定為最終分配的地址，通常情況下，DHCP服務器會保留該地址直到客戶端發出正式請求。

正式請求DHCP服務器分配地址DHCPREQUEST采用廣播包，是為了讓其它所有發送DHCPOFFER數據包的DHCP服務器也能夠接收到該數據包，然后釋放已經OFFER（預分配）給客戶端的IP地址。

如果發送給DHCP客戶端的地址已經被其他DHCP客戶端使用，客戶端會向服務器發送DHCPDECLINE信息包拒絕接受已經分配的地址信息。

在協商過程中，如果DHCP客戶端發送的REQUEST消息中的地址信息不正確，如客戶端已經遷移到新的子網或者租約已經過期，DHCP服務器會發送DHCPNAK消息給DHCP客戶 端，讓客戶端重新發起地址請求過程。

5.     DHCP的安裝

DHCP的安裝要求

l  服務器具有靜態IP

l  在域環境下需要授權DHCP服務

以windows server 2016 作為參照

打開 server2016的服務器管理器

點擊添加角色和功能

點擊添加角色和功能后不需要調整，單機 下一步

默認選擇 基于角色或基于功能的安裝

選擇 從服務器池中選擇服務器

點擊下一步后來到新界面

勾選DHCP服務器 后點擊 下一步

后續默認下一步安裝即可。

安裝完成后在服務器管理器儀表板中 可打開DHCP管理 如下圖

6.     配置DHCP服務

打開“DHCP”控制臺窗口。在左窗格中右擊DHCP服務器名稱，執行“新建作用域”命令。

第2步 在打開的“新建作用域向導”對話框中單擊“下一步”按鈕，打開“作用域名”向導頁。在“名稱”框中為該作用域鍵入一個名稱（如“CCE”）和一段描述性信息，單擊“下一步”按鈕。

第3步 打開“IP地址范圍”向導頁，分別在“起始IP地址”和“結束IP地址”編輯框中鍵入事先確定的IP地址范圍。接著需要定義子網掩碼，以確定IP地址中用于“網絡/子網ID”的位數。單擊“下一步”按鈕

第4步 在打開的“添加排除”向導頁中可以指定排除的IP地址或IP地址范圍。在“起始IP地址”編輯框中鍵入排除的IP地址并單擊“添加”按鈕。重復操作即可，接著單擊“下一步”按鈕。

第5步 在打開的“租約期限”向導頁中，默認將客戶端獲取的IP地址使用期限限制為8天。如果沒有特殊要求保持默認值不變，單擊“下一步”按鈕。

第6步 打開“配置DHCP選項”向導頁，保持選中“是，我想現在配置這些選項”單選框并單擊“下一步”按鈕。在打開的“路由器（默認網關)”向導頁中根據實際情況鍵入網關地址并依次單擊“添加→下一步”按鈕。

第7步 在打開的“域名稱和DNS服務器”向導頁中沒有做任何設置，這是因為網絡中沒有安裝DNS服務器且尚未升級成域管理模式.依次單擊“下一步”按鈕，跳過“WINS服務器”向導頁打開“激活作用域”向導頁。保持“是，我想現在激活此作用域”單選框選中狀態，并依次單擊“下一步”→“完成”按鈕結束配置。

設置DHCP客戶端　安裝了DHCP服務并創建了IP作用域后， 要想使用DHCP方式為客戶端電腦分配IP地址，除了網絡中有一臺DHCP服務器外，還要求客戶端電腦應該具備自動向DHCP服務器獲取IP地址的能力，這些客戶端電腦就被稱作DHCP客戶端。

因此我們對一臺運行Windows的客戶端電腦面前進行了如下設置：在桌面上右擊“網上鄰居”圖標，執行“屬性”命令。在打開的“網絡連接”窗口中右擊“本地連接”圖標并執行“屬性”，打開“本地連接 屬性”對話框。然后雙擊“Internet協議（TCP/IP)”選項，點選“自動獲得IP地址”單選框，并依次單擊“確定”按鈕。

然后用Wireshark來抓取DHCP包，看看是如何獲取的

至此，DHCP服務器端和客戶端已經全部設置完成了。在DHCP服務器正常運行的情況下，首次開機的客戶端會自動獲取一個IP地址并擁有八天的使用期限。

 當然，DHCP服務器不止windows server 搭建 還可使用LINUX 來搭建 https://blog.51cto.com/9075724/2298150