DHCP的工作原理 - 好文

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要配置好一个网络环境，使计算机顺利可以顺利Internet，那么计算机里一定要有IP、netmask、network、broadcast、getway、DNS
IP等网络参数才行。
其中
IP、network、netmask、broadcast、gateway、都可以在/etc/sysconfig/netmask-scrips/ifcfg-eth[0-n]这个文件中定义。
DNS服务器的地址则可以在/etc/resolv.conf文件中定义。

那么如果有很多台电脑都需要配置一个网络环境，每台电脑都需要手动如上述配置是否会累死人呢？
我觉得大概不会吧。但是吧，很多很多就不一定了，毕竟懒人推动世界。不胡扯了，开始正文。

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）服务器配置。
服务器主要的作用，就是实现自动地将网络参数正确的分配给网络中的每台计算机
，让客户端的计算机可以在开机时就立即自动分配好网络的参数值，这些参数可以是如上网络参数。

<>DHCP协议的工作方式

其实，DHCP通常是用于局域网内的一个通信协议，
它主要是通过客户端发送广播数据包给整个物理网段的所有主机，若局域网内有DHCP服务器时，才会响应客户端的IP数据包的参数要求。
所以DHCP服务器应该和客户端在同一个物理网段内。

注:port67监听客户端请求，port68客户端向服务端发送请求。

通过如上图可以看出，客户端取得IP参数的程序可以简化如下：

<>（1）客户端：利用广播数据包发送搜索DHCP服务器的数据包。

若客户端网络设置使用DHCP取得IP，则当客户端开机或是重新启动网卡时，客户端主机会发送出查找DHCP服务器的UDP数据包给物理网段内的所有计算机。
注：此数据包的目标IP会是255.255.255.255，所以一般主机接收到这个数据包后会直接予以丢弃，但若局域网内有DHCP服务器时，则会开始后续行为。

<>（2）服务器端：提供客户端网络相关的租约以供选择。

DHCP服务器在接收到客户端的要求后，会针对这个客户端的硬件地址（MAC）。
与本身的设置数据来进行下列工作：

* 到服务器的日志文件中查找该用户之前是否租用过某个IP，若有且该IP目前无人使用，则提供此IP给客户端。
* 若配置文件针对该MAC地址提供特定的固定IP（static IP）时，则提供该固定ＩＰ给客户端。
* 若不符合上述两个条件，则随机选取当前没有使用过的ＩＰ参数给客户端，并记录下来。
总而言之,服务器端会针对客户端的要求提供一组网络参数租约给客户端选择。
注：由于此时客户端尚未有IP，所以在服务器端响应的数据包信息中，主要是针对客户端的MAC来给予回应的。
此时服务器会保留这个租约然后开始等待客户端的回应。

<>（3）客户端：决定选择DHCP服务器提供的网络参数租约并向服务器确认。

由于局域网内可能并非有一台DHCP服务器，但是客户端仅能接受一组网络参数租约。因此客户端需要选择。

当决定好使用此服务器的网络参数租约后，客户端便开始使用这组网络参数来配置自己的网络环境。因此，客户端也会发送一个广播数据包给所有在此物理段内的主机。告知已经接受该服务器的租约，其他的没有被接受的DHCP服务器就会收回该IP租约。
被接受的DHCP服务器会继续进行以下动作。

<>（4）服务端：记录该次租约行为，并向客户端发送响应数据包信息以确认客户端的使用。

当服务端接收到客户端的确认选择后，服务器会回送确认的相应数据包，并且告知客户端这个网络参数租约的期限，并且开始租约计时。

<>关于租约所造成的问题与租约期限

首先我们会有疑问：为什么要设置一个这样的期限呢？
答：最大的好处是可以避免IP被某些客户端一直占用着，但是该客户端却是idle（闲置）的状态。

举个栗子：有150个IP，但是偏偏有200个用户，假如今天刚好要选课，我们每个人都急匆匆想要上网去选择自己喜欢的课，那么在高峰期时间，这200个人同时要来使用这150个IP，可能吗？
显然是不可能的，当然会有后50个人无法连接。就会有“系统正忙”了。

但是如果在非高峰期，200个人却也可以共同共享这150个IP，比如早晚等时间错开。
那么如何结果高峰问题呢？
这时候租约到期的方式的作用就凸显出来了。那些已经连接很久的人，就会因为租约到期而被迫离线，这时候该IP就会被释放出来，无法进行连接，进行DHCP请求的那50个人就会有机会获得IP。

既然有租约到期，那么是否代表DHCP取得的IP就一定要手动在某个时间去重新获取新的IP呢？
不需要。因为目前的DHCP客户端程序大多数会主动依据租约时间去重新申请IP（renew）。也就是说，在租约到期前的DHCP客户端程序又重新申请
跟新租约时间了。所以除非DHCP主机宕机，否则你取得的IP应该是可以一直使用下去的。

更新：

<>Linux下来配置IP地址

Linux下通过命令nmcli 来配置ip。

1.显示所有连接列表
nmcli con show
2.指定连接ID（名称）
nmcli con show “static-eth0”
3.显示设备状态和详细信息
nmcli dev status
4.定义一个名为"default"的新连接，它将使用DHCP通过eth0设备的以太网自动连接
nmcli con add con-name “default” type ethernet ifname eth0
5.新建一个名为"static"的连接，并且指定IP地址和网关。不要自动连接
nmcli con add con-name “static” ifname eth0 autoconnect no type ethernet ip4
172.25.2.10/24 gw4 172.25.2.254
6.系统将在启动时通过DHCP连接进行自动连接。更改为静态连接
nmcli con up “static”
7.改回到DHCP连接
nmcli con up “default”

或者是修改文件vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0，将BOOTPROTO改为dhcp
BOOTPROTO = dhcp自动获取ip地址，或者将BOOTPROTO = none手动添加以下参数来配置IP地址。

IPADDR0=172.25.X.10（主机地址）
PERINX0=24(前缀码) ONBOOT=yes
GETWAY0=172.25.X.254(网关)
DEFROUTE=yes（将该接口设置为默认路由）
DNS1=172.25.254.254（指定dns服务器）

再或者…点击鼠标 — 找到配置中心 — 找到网络 — 点击你所连接到的网络 — 进入详情
—即可手动配置你的ip地址及其他网络参数啦（不到紧急情况万不得已不推荐…这种方法当然很快，但是在linux下当然要体现文件系统及命令行的酷炫作用啦～）

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