DHCP详解
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DHCP介绍
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)，是一个应用层协议，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IP地址，使网络环境中的主机动态的获得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。
DHCP协议采用客户端/服务器模型，主机地址的动态分配任务由网络主机驱动。当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，才会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。
DHCP工作流程
1 DHCP Client发现阶段
DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的）发送 DHCP discover发现信息来寻找DHCP服务器，源地址为0.0.0.0目的地址为255.255.255.255。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机 都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应。
2 DHCP Server提供阶段
DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCP discover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的 IP地址和其他设置的DHCP offer信息。
3 DHCP Client选择阶段
DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCP offer提供信息，则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCP offer提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCP request请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址。
4 DHCP Server确认阶段
DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求信息之后，它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCP ack确认信息，告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定。
另外，除DHCP客户机选中的服务器外，其他的DHCP服务器都将收回之前为其提供的IP地址。
5 DHCP Client重新登录
以后DHCP客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCP discover发现信息了，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。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ack确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时（比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用），则DHCP服务器给 DHCP客户机回答一个DHCP nack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP nack否认信息后，它就必须重新发送DHCP discover发现信息来请求新的IP地址。
6 DHCP Client更新租约
DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户 机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的 信息。
DHCP报文
1 报文内容
Op： 报文类型，分为 两大类： Request（1） 和 Reply（2）
HW Type： 硬件类型，一般是以太网：1
HW Len： 硬件地址长度，单位字节。对应以太网：6（mac地址长度为6字节48bit）
Transaction ID：事务ID，随机数，有客户端生成，服务器Reply时，会把Request中的Transaction拷贝到Reply报文中。
Secs： 距离第一次发射IP请求或Renew请求过去的秒数
Flags：标志位，目前仅第一个bit有使用，置1 标明广播
Client IP Address：当前客户端的IP地址，如果当前客户端没有IP地址，则置0
Your IP Address： 服务器想客户端提供IP地址时，会把IP地址填入本字段
（Next）Server IP Address：客户端引导时需要的另一个服务器的IP地址
Gateway （Relay） IP Address： 网关（中继）IP地址，有DHCP 中继器在转发DHCP报文的时候填入
Server Name： Server名字，有64bytes，一般不使用，填充为0
Boot File name： boot file的路径，128bytes， 一般不使用，填充为0
Option： 选项，不定长度。
2 Option字段
3 DHCP Message Type（53）
在DHCP Option中，我们着重看下DHCP Message Type（53），DHCP Message Type标识DHCP消息类型，主要有一下类型：
DHCP中继
DHCP客户使用IP广播来寻找同一网段上的DHCP服务器。当服务器和客户段处在不同网段，即被路由器分割开来时，路由器是不会转发这样广播包的。因此可能需要在每个网段上设置一个DHCP服务器，虽然DHCP只消耗很小的一部分资源的，但多个DHCP服务器，毕竟要带来管理上的不方便。DHCP中继的使用使得一个DHCP服务器同时为多个网段服务成为可能。
简单来说，DHCP中继就是帮DHCP客户端分配IP。比如百说有多个网络A，B，C，现在有一台DHCP服务器，在A网络里，由于DHCP获取IP是广播式，若度是B和C网络里的客户机要获取IP，所以B和C的DHCP请求问发不到A网络中的DHCP服务器，此时就要在B和C网络里加一台中继服务器，让中继服务以单播的行式向A网络中的DHCP服务器请答求IP。当然，DHCP服务器上得有对应版A，B和C三个网络里的地址池。一般来说，中继都权配置在交换机上面，不需要单独地建立一台服务器。
为了让路由器可以帮助转发广播请求数据包,使用ip help-address命令。通过使用该命令，路由器可以配置为接受广播请求，然后将其以单播方式转发个指定IP地址。缺省情况下ip help-address转发以下8种UDP服务:
1.Time2.Tacacs 3.DNS4.BOOTP/DHCP服务器5. BOOTP/DHCP客户6.TFTP7.NetBios名称服务8. NetBios数据报服务
在DHCP广播情况下，客户在本地网段广播-个DHCP发现分组。网关获得这个分组, ex配置了帮助地址，就将DHCP分组转发到特定地址。
DCHP中继配置
第一步:查看设备是否支持IOS DHCPServer功能
一般的Cisco路由 器或访问服务器，以及少部分安装有路由交换模块或多层交换功能卡的交换机都具有IOS DHCP Server功能。如果还没有确认你的设备是否具备这一功能，那么,你可以按如下方法在命令行界面(CLI) 下进行快速检测，步骤如下:
router>enable
Password:
router#conf t
router(config)#ip dhcp ?
如果出现的是下面的信息，那么很遗憾,设备不支持IOS DHCP Server功能: %Unrecognized command
否则，恭喜你，你的设置支持DHCP功能。
第二步: DHCP服务器端配置(此处 用路由器来当DHCPserver.PC机上配置类似) :
route(config)#ip dhcp pool vlan10 //配置一个地址池 ，vlan10是 地址池的名称，
route(dhcp-config)#network 192.1 68.10.0255.255. 255.0 //动态分配的地址段
route(dhcp-config)#default-router192.1 68.10.254 //网关地址
route(dhcp-config)#dns-server X.X.X.X //为客户机配置DNS服务器
route(dhcp-config)#lease 1 //地址租用期为
route(dhcp-config)#exit
route(config)#ip dhcp excluded-address192.168.10.1 /该地址不被分配
route(config)#ip dhcp excluded-address192.1 68.10.254 //该地址不被分配
route(config)#ip dhcp pool vlan20 17百C直地址池vlan20，vlan30地址池配置 类似
route(dhcp-config)#network 192.1 68.20.0255.255.255. 0//动态分配的地址段
route(dhcp-config)#default-router192.1 68.20.254 //网关地址
route(dhcp-config)#dns-server X.X.X.X 1/为客户机配置DNS服务器
route(dhcp-config)#lease 1 //地址租用期为1天
route(dhcp-config)#exit
route(config)#ip dhcp excluded-address192.168.20.254 //该 地址不被分配。
第三步:使用路由器做单臂路由时的DHCP配置:
int f0
no ip addressno shut
exit
int f0.10 //vlan10
ip address 192.168.10.254 255.255.255.0//vlan网关
ip help-address 192.168.10.1 //DHCP脂器地址
no shut
exit
int f0.20 /vlan20, 多个网段类似
ip address 192.168.20.254 //vlan网关
ip help-address 192.168.10.1 //以单播的形式发往该DHCP服务器地址
no shut
exit
使用多层交换机的DHCP配置int vlan 10
ip address 192.168.10.254 255.255.255.0//vlan10网关
ip help-address 192.168.10.1 //DHCP服务器地址
no shut
exit
int vlan 20
ip address 192.1 68.20.254 255.255.25//vlan10网关
ip help-address 192.168.10.1 //DHCP服务器地址
no shut
exit
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