DHCP是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)世界一項(xiàng)特別偉大的技術(shù)，解決了靜態(tài)配置IP繁瑣的過程，其動(dòng)態(tài)分配IP地址的特性，使得網(wǎng)絡(luò)變得靈活可擴(kuò)展。


(相關(guān)資料圖)

如果沒有 DHCP，很難想象我們將如何連接到互聯(lián)網(wǎng)或本地網(wǎng)絡(luò)，DHCP 是我們?cè)?IP 網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備如何相互通信以及與我們周圍的世界通信的重要組成部分。

那么DHCP背后的原理是什么？為什么說DHCP是革命性的技術(shù)？在配置DHCP的時(shí)候要注意什么？

本文，瑞哥就用圖解的形式帶大家揭開DHCP的神秘面紗，讓我們直接開始！

什么是DHCP？

英文全稱：Dynamic Host Configuration Protocol

中文名稱：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議

是一種網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

DHCP術(shù)語DHCP有許多專業(yè)術(shù)語，下面我們來簡單了解一下：DHCP Discover：當(dāng)客戶端 (PC) 啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)通過以太網(wǎng)廣播 DHCP Discover 消息來定位同一子網(wǎng)中的所有可用 DHCP 服務(wù)器，到達(dá)同一子網(wǎng)中的所有 DHCP 服務(wù)器。DHCP Offer：當(dāng) DHCP 服務(wù)器收到來自客戶端的 DHCP Discover 消息時(shí)，它還會(huì)通過以太網(wǎng)廣播 DHCP Offer 消息，通知客戶端它可用。DHCP Request：收到 DHCP Offer 消息的客戶端識(shí)別出在同一子網(wǎng)上有可用的 DHCP 服務(wù)器，然后它通過以太網(wǎng)向服務(wù)器廣播 DHCP 請(qǐng)求消息，請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)，包括自己的 IP 地址。DHCP Reservation：網(wǎng)絡(luò)的預(yù)定義 IP 地址范圍DHCP ACK：DHCP確認(rèn)DHCP Server：DHCP服務(wù)器，運(yùn)行和管理 DHCP 信息的設(shè)備DHCP Client：DHCP客戶端，負(fù)責(zé)請(qǐng)求 IP 地址并與 DHCP 服務(wù)器建立 DHCP 連接DHCP Relay Agent：DHCP 中繼代理，是在本地 DHCP 客戶端和遠(yuǎn)程 DHCP 服務(wù)器之間發(fā)送請(qǐng)求和回復(fù)的主機(jī)或路由器，當(dāng)多個(gè)LAN中只有一個(gè) DHCP 服務(wù)器時(shí)，中繼代理會(huì)處理所有網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求。Lease Time：租用時(shí)間，客戶端可以使用分配給它的 IP 地址的時(shí)間

DHCP 基本拓?fù)?/p>DHCP組成部分

上面我們介紹了DHCP的術(shù)語，一般DHCP會(huì)包含以下部分：

DHCP組成部分

這個(gè)就印證了上面的DHCP 基本拓?fù)鋱D，IP地址池、子網(wǎng)、DHCP租約我們會(huì)在DHCP原理中介紹。

DHCP原理

DHCP 在應(yīng)用層運(yùn)行以動(dòng)態(tài)地為客戶端分配 IP 地址，這是通過共享 DHCP 事務(wù)或 DHCP 會(huì)話來實(shí)現(xiàn)的：

DHCP過程

我們來用一張圖來簡單的解釋以下DHCP的握手過程：

DHCP的握手過程

第一步：discover：客戶端發(fā)送一個(gè)dhcp discover消息通知服務(wù)器第二步：offer：服務(wù)器回應(yīng)一個(gè)可用的IP地址和其他參數(shù)第三步：request：客戶端從服務(wù)器請(qǐng)求IP地址第四步：acknowledge：服務(wù)器回應(yīng)一個(gè)可用的IP地址和其他參數(shù)

為了方便大家記憶，我們將圖簡化一下：

DHCP工作過程

我們來看一下DHCP工作過程的抓包：

DHCP工作過程的抓包分析

DHCP 租約

每個(gè) IP 地址都不會(huì)無限期地屬于某一臺(tái)計(jì)算機(jī)，與 IP 地址一起，DHCP 服務(wù)器將發(fā)送一個(gè)稱為租用時(shí)間的到期日期，表示主機(jī)何時(shí)需要更新地址，DHCP 租約可以避免一定程度上的IP地址的浪費(fèi)，因?yàn)榭赡苡行㊣P分配出去了，但是所屬計(jì)算機(jī)已經(jīng)不在某個(gè)局域網(wǎng)了，這個(gè)時(shí)候如果這個(gè)地址還不釋放的話，久而久之就會(huì)造成浪費(fèi)。

DHCP租約周期如下：

客戶端通過向 DHCP 服務(wù)器請(qǐng)求一個(gè) IP 地址租用的分配過程來獲得一個(gè) IP 地址租用。如果客戶端已從現(xiàn)有租約中獲得 IP 地址，則在重啟時(shí)需要刷新其 IP 地址，并聯(lián)系 DHCP 服務(wù)器重新分配IP 地址。租約未到期，則客戶端綁定相關(guān)租約和IP地址。租約到期，客戶端將聯(lián)系最初授予租約的服務(wù)器來更新它，獲得繼續(xù)使用其 IP 地址的權(quán)力。如果客戶端移動(dòng)到不同的網(wǎng)絡(luò)，它的動(dòng)態(tài) IP 地址將被終止，它會(huì)從新網(wǎng)絡(luò)的 DHCP 服務(wù)器請(qǐng)求一個(gè)新的 IP 地址。配置DHCP

Windows

windows配置dhcp比較簡單，而且也幾乎是默認(rèn)的配置方式：

打開【網(wǎng)絡(luò)和internet設(shè)置】

網(wǎng)絡(luò)和internet設(shè)置

點(diǎn)擊你連接的網(wǎng)絡(luò)的【屬性】

網(wǎng)絡(luò)屬性

找到【IP設(shè)置】

找到【IP設(shè)置】

看到我的電腦已經(jīng)是設(shè)置成DHCP獲取的方式了

ip設(shè)置

點(diǎn)開【IP設(shè)置】我們看到有DHCP和手動(dòng)兩種設(shè)置方式。

我們來看下通過DHCP設(shè)置后，我的IP地址是多少：

查看本機(jī)IP地址

可以看到通過DHCP自動(dòng)分配后，我的電腦IP地址為：192.168.50.234

Linux

我以我的一個(gè)云服務(wù)器為例子給大家演示一下，我的這臺(tái)云服務(wù)器是香港的，Centos系統(tǒng)，那么網(wǎng)絡(luò)配置文件都是在/etc/sysconfig/network-scripts/路徑下。

我們來看一下這臺(tái)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：

more /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

命令行顯示：

# Created by cloud-init on instance boot automatically, do not edit.#BOOTPROTO=dhcpDEVICE=eth0MTU=1450ONBOOT=yesTYPE=EthernetUSERCTL=no

服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

由此可見我的這臺(tái)云服務(wù)器的ip地址也是DHCP的方式。

查看DHCP分配的地址租約

我們?cè)趺慈ゲ榭碊HCP分配的地址租約呢？

還是以我這臺(tái)香港的云服務(wù)器為例：

執(zhí)行命令：

cat /var/lib/dhclient/dhclient--eth0.lease

結(jié)果顯示：

lease { interface "eth0"; fixed-address 172.16.2.231; option subnet-mask 255.255.0.0; option routers 172.16.0.1; option dhcp-lease-time 86400; option dhcp-message-type 5; option domain-name-servers 8.8.4.4; option dhcp-server-identifier 172.16.0.2; option interface-mtu 1450; option dhcp-renewal-time 40305; option classless-static-routes 32.169.254.169.254 172.16.0.2,0 172.16.0.1; option broadcast-address 172.16.255.255; option dhcp-rebinding-time 72705; option host-name "host-172-16-2-231"; option domain-name "openstacklocal"; renew 6 2022/07/09 09:49:26; rebind 6 2022/07/09 19:34:44; expire 6 2022/07/09 23:22:59;}lease { interface "eth0"; fixed-address 172.16.2.231; option subnet-mask 255.255.0.0; option routers 172.16.0.1; option dhcp-lease-time 86400; option dhcp-message-type 5; option domain-name-servers 8.8.4.4; option dhcp-server-identifier 172.16.0.2; option interface-mtu 1450; option dhcp-renewal-time 39746; option classless-static-routes 32.169.254.169.254 172.16.0.2,0 172.16.0.1; option broadcast-address 172.16.255.255; option dhcp-rebinding-time 72146; option host-name "host-172-16-2-231"; option domain-name "openstacklocal"; renew 6 2022/07/09 20:31:46; rebind 0 2022/07/10 05:51:52; expire 0 2022/07/10 09:49:26;}

DHCP分配的地址租約

我們看到有一項(xiàng)參數(shù)叫option dhcp-lease-time 86400，這個(gè)就是租期時(shí)間，單位是秒。

我們還能看出：

renew 6 2022/07/09 20:31:46;：重新設(shè)置的時(shí)間rebind 0 2022/07/10 05:51:52;：將要重新綁定的時(shí)間expire 0 2022/07/10 09:49:26;：到期時(shí)間

以上就是DHCP的設(shè)置部分，我們最后看看DHCP的優(yōu)缺點(diǎn)。

DHCP的優(yōu)缺點(diǎn)

DHCP優(yōu)點(diǎn)

減少 IP 沖突：手動(dòng)分配 IP 地址會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)中不正確或重復(fù)地址的可能性，使用 DHCP可以確保通過集中控制自動(dòng)、準(zhǔn)確地分配地址。簡化網(wǎng)絡(luò)管理：借助DHCP，網(wǎng)絡(luò)管理員可以輕松監(jiān)控、管理和分配 IPv4 和 IPv6 地址。降低成本： 與手動(dòng)分配 IP 相比，DHCP 有助于節(jié)省大量時(shí)間，尤其是對(duì)于大型企業(yè)而言，它還可以節(jié)省資金和其他資源，因?yàn)楣静恍枰袑ｉT的專家來持續(xù)監(jiān)督知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理和分配。

DHCP缺點(diǎn)

DHCP 本身并不安全，如果惡意行為者訪問 DHCP 服務(wù)器，他們可能會(huì)造成嚴(yán)重破壞。

如果 DHCP 服務(wù)器沒有備份并且服務(wù)器出現(xiàn)故障，它所服務(wù)的設(shè)備也會(huì)出現(xiàn)故障。

如果網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè) DHCP 服務(wù)器，則 DHCP 服務(wù)器可能是單點(diǎn)故障。

總結(jié)

DHCP 是 1985 年網(wǎng)絡(luò) IP 管理協(xié)議 Bootstrap 協(xié)議 ( BOOTP ) 的擴(kuò)展，用于為網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)主機(jī)動(dòng)態(tài)分配 IP 地址和其他信息，以便它們能夠高效地進(jìn)行通信。DHCP 自動(dòng)、集中管理 IP 地址的分配，簡化了網(wǎng)絡(luò)管理員的工作，除了IP 地址，DHCP 還為主機(jī)分配子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和域名服務(wù)器地址等配置，從而使網(wǎng)絡(luò)管理員的工作更加輕松。

標(biāo)簽： DHCP