DHCP实验
一、 DHCP服务器为不同网段的PC机分配ip地址的原理
DHCP服务器
DHCP服务器指的是由服务器控制的一段IP地址范围，当不同网段的PC机登陆服务器时，就可以动态的获取由DHCP服务器分配的IP地址和子网掩码，以及获取到相应的租赁时间、网关等信息
DHCP中继代理
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。之间转发DHCP数据包。当DHCP客户端与服务器不在同一个子网上，就必须有DHCP中继代理来转发DHCP请求和应答消息。DHCP中继代理的数据转发，与通常路由转发是不同的，通常的路由转发相对来说是透明传输的，设备一般不会修改IP包内容。而DHCP中继代理接收到DHCP消息后，重新生成一个DHCP消息，然后转发出去
在DHCP客户端看来，DHCP中继代理就像DHCP服务器；在DHCP服务器看来，DHCP中继代理就像DHCP客户端。
原理：
- 1.DHCP Client以广播的方式发出DHCP Discover报文。
- 2.所有的DHCP Server都能够接收到DHCP Client发送的DHCP Discover报文，所有的DHCP Server都会给出响应，向DHCP Client发送一个DHCP Offer报文。
- 3.DHCP Offer报文中“Your(Client) IP Address”字段就是DHCP Server能够提供给DHCP Client使用的IP地址，且DHCP Server会将自己的IP地址放在“option”字段中以便DHCP Client区分不同的DHCP Server。DHCP Server在发出此报文后会存在一个已分配IP地址的纪录。
- 4.DHCP Client只能处理其中的一个DHCP Offer报文，一般的原则是DHCP Client处理最先收到的DHCP Offer报文。
- 5.DHCP Client会发出一个广播的DHCP Request报文，在选项字段中会加入选中的DHCP Server的IP地址和需要的IP地址。
- 6.DHCP Server收到DHCP Request报文后，判断选项字段中的IP地址是否与自己的地址相同。如果不相同，DHCP Server不做任何处理只清除相应IP地址分配记录；如果相同，DHCP Server就会向DHCP Client响应一个DHCP ACK报文，并在选项字段中增加IP地址的使用租期信息。
- 7.DHCP Client接收到DHCP ACK报文后，检查DHCP Server分配的IP地址是否能够使用。如果可以使用，则DHCP Client成功获得IP地址并根据IP地址使用租期自动启动续延过程；如果DHCP Client发现分配的IP地址已经被使用，则DHCP Client向DHCPServer发出DHCP Decline报文，通知DHCP Server禁用这个IP地址，然后DHCP Client开始新的地址申请过程。
- 8.DHCP Client在成功获取IP地址后，随时可以通过发送DHCP Release报文释放自己的IP地址，DHCP Server收到DHCP Release报文后，会回收相应的IP地址并重新分配。
二、实验过程
DHCP服务器为不同网段的PC机动态分配IP地址的拓扑图如下：
1、设置DHCP服务器的IP地址以及DHCP中继代理的各个网段的接口IP地址
上述截图表示为DHCP服务器设置的IP地址为192.168.1.2，子网掩码为24位
上述截图表示设置DHCP中继代理的g0/0/0端口的IP地址为192.168.1.1，子网掩码为24位
上述截图表示设置DHCP中继代理的g0/0/1接口和g0/0/2接口的IP地址分别为192.168.3.1和192.168.2.1，子网掩码都为24位
2、在DHCP服务器上设置两个不同网段的地址池
上述截图表示在DHCP服务器上创建了一个名为pool2的地址池，地址池中可以动态分配的IP地址为192.168.2.0到192.168.2.255之间，网关设置为192.168.2.1，DNS服务器的IP地址设置为12.12.12.12
上述截图表示在DHCP服务器上创建了一个名为pool3的地址池，地址池中可以动态分配的IP地址为192.168.3.0到192.168.3.255之间，网关设置为192.168.3.1，DNS服务器的IP地址设置为12.12.12.12
3、设置DHCP中继代理的g0/0/1接口和g0/0/2接口
上述截图中的dhcp select relay表示开启了g0/0/1接口和g0/0/2接口的中继服务，同时，dhcp relay server-ip 192.168.1.2的含义是设置中继服务的DHCP服务器的IP地址为192.168.1.2
4、将DHCP服务器以及DHCP中继代理的DHCP模式开启以及设置DHCP服务器为从全局地址池分配IP地址
上述两张图片分别表示开启了DHCP服务器和DHCP中继代理的DHCP模式
dhcp select global表示DHCP服务器为PC机分配IP地址时从全局地址池中来分配
5、（1）静态路由方法：
配置去往DHCP中继不同网段的路由以及DHCP中继代理去往DHCP服务器的路由
上述表示去往DHCP中继不同网段的路由
上述表示DHCP中继代理去往DHCP服务器的路由
(2)动态路由方法：
DHCP服务器：
DHCP中继：
上述配置完之后，在每台PC机中使用下述命令即可测试：
ipconfig /release
ipconfig /renew
就可重新动态获得IP地址
6、将PC机设置为DHCP动态获取IP地址的方式
通过在PC中执行上述命令我们可以看到PC机已经动态获得了IP地址
