原理简介：

知识点

dhcp简介：俗称动态主机配置协议，是一个工作在应用层的局域网网络协议，传输数据时通过不可靠的udp传输协议，用在大型网络局域网络环境中，使得网络环境中的主机能动态获得IP地址、gateway、DNS服务器地址等信息

软件名：
dhcp 服务软件包
服务名：
dhcpd（dhcp服务名）dhcpcrelay（dhcp中继服务名）
端口号：
UDP67：接收客户端dhcp请求端口
UDP68：作为服务器源端口，向客户端回复数据包
配置文件
dhcpd /etc/dhcp/dhcpd.cpnf 主配置文件
/etc/sysconfig/dhcrelay 中继配置文件

租约过程

1客户端IP请求：当一台DHCP客户机启动时，会将自己的IP地址配置成0.0.0.0，由于使用0.0.0.0不能进行正常通信，所以客户机使用0.0.0.0作为源地址，使用255.255.255.255作为目标地址，使用UDP67端口作为目的端口来广播请求IP地址信息。广播包DHCP包含了客户机的MAC地址和计算机名，以便使DHCP服务器能确定是那个客户机发送的请求，只有服务器才有UDP67端口，就会接收到此数据包

2服务器响应请求：当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址信息时，他就在自己的IP地址池查找到有合法的IP地址提供给客户机。如果有，DHCP服务器将此IP地址做上标记，加入到DHCP OFFER消息中，然后DHCP服务器广播中包含着DHCP客户机的MAC地址，DHCP服务器提供的IP地址；子网掩码；默认网关（路由）；租约的期限；DHCP服务器的IP地址-MAC。因为DHCP客户机还没有IP地址，所以DHCP服务器使用自己的IP地址作为源地址，使用255.255.255.255作为目标地址，使用UDP68端口作为端口来广播DHCP OFFER信息，向此发送discover请求的客户机将会接受此offer包包

3 DHCP客户机选择IP：DHCP客户机从接收到第一个DHCP OFFER消息中选择IP地址，发出IP地址服务器将该地址保留，这样该地址就不能提供给另一个客户机，客户机将DHCP REQUEST消息广播到所有的DHCP服务器，表明他接受提供的内容，DHCP REQUEST消息包括为该客户机提供IP配置的服务器的IP。DHCP服务器查看服务器标识字段，以确定他自己是否被选择为指定的客户机提供的IP地址，如果DHCP OFFER被拒绝，则DHCP服务器会取消提供并保留其IP地址以作用于下一个IP租约请求。再客户机选择IP的过程中，虽然客户机选择了IP地址，还没有配置IP地址，而且一个网络中可能有几个DHCP服务器，所以客户机仍然使用0.0.0.0的地址作为源地址，255.255.255.255作为目标地址，使用UDP67端口作为目的端口来广播DHCP REQUEST消息

4 DHCP服务器确认租约：
服务器确认租约 DHCP ACK
服务器接收到DHCP REQUEST消息后，以DHCPACK的形式向客户机广播成功的确认，该消息包含有IP地址的有效租约和其他可能配置的信息。虽然服务器确认了客户机的租约请求，但是客户机还没有收到服务器DHCPACK的消息，所以服务器仍然使用自己的IP地址作为源地址，使用255.255.255.255作为目标地址，使用UDP68端口为源端口来广播DHCP ACK消息，当客户机收到DHCP ACK消息时，他就配置了IP地址
服务器拒绝租约：DHCP NAK
如果DHCP REQUEST不成功，例如客户机试图租约先前的IP地址，但该IP地址不可用，或者因为客户机迁移到其他子网，该IP地址无效时，DHCP服务器将广播否定确认消息DHCP NAK。当客户机接收到不成功的确认时，他将重新开始DHCP的过程
默认租约时间和最大租约时间
默认租约作用：定义默认IP 租约时间，以秒为单位的租约时间。
50%:续约。(续不上继续用)
87.5%:再次续约。(续不上找别人)
DHCP工作站除了在开机的时候发出 DHCPrequest 请求之外，在租约期限一半的时候也会发出 DHCPrequest ，如果此时得不到 DHCP服务器的确认的话，工作站还可以继续使用该IP；当租约期过了87.5%时，如果客户机仍然无法与当初的DHCP服务器联系上，它将与其它 DHCP服务器通信。如果网络上再没有任何DHCP协议服务器在运行时，该客户机必须停止使用该IP地址，并从发送一个Dhcpdiscover数据包开始，再一次重复整个过程。
最大租约：作用：定义客户端IP租约时间的最大值，当客户端超过租约时间，却尚未更新IP 时，最长可以使用该IP 的时间；
例：
比如，机器在开机获得IP地址后，然后关机了。这时，当时间过了default-lease-time 600秒后，没有机器向DHCP续约，DHCP会保留7200秒，保留此IP地址不用于分配给其它机器。当超过7200秒后，将不再保留此IP地址给此机器。

续租过程

DHCP客户机会在租期过去50%的时候，直接想起提供IP地址的DHCP服务器发送DHCP REQUEST消息包。如果客户机接收到该服务器回应的DHCP ACK消息包，客户机将会更新的TCP/IP参数，更新自己的配置，IP租用更新完成。如果没有收到该服务器的回复，则客户机继续使用现有的IP地址，因为当前租期还有50%

如果在租期过去50%的时候还没有更新，则DHCP客户机将在租期过去87.5%的时候再次向为其提供的DHCP服务器练习。如果还不成功，到租约100%的时候，DHCP客户机必须放弃这个IP地址，重新申请。如果此时无DHCP服务器可用，DHCP客户机会使用168.254.0.0/16中随记的一个地址，并每隔五分钟在进行尝试

过程梳理

为了便于理解，我们把DHCP客户机比做餐馆里的客人，DHCP服务器工作原理当中，服务器比做服务员（一个餐馆里也可以有多个服务员），IP地址比做客户需要的食物。那么可以这样描述整个过程：一个非常饥饿的客人走进餐馆，问：“有没有服务员啊？”（DHCP discover），多个服务员同时回答：“有，我这有汉堡”“有，我这有鸡翅”（DHCP offer）。客人说：“我要一份汉堡”（DHCP request，这个客人饿的不行，第一次听到的食物就直接选定了），端着汉堡的服务员回应了一声：“来啦”（DHCP ack），并把食物端到客人面前，供其享用（将网卡和IP地址绑定）。客人下次来的时候，就直接找上次那个服务员点自己喜欢的汉堡了（DHCP request），如果还有汉堡，服务员会再次确认并上菜（DHCP ack），而如果已经卖完了，服务员则会告诉客人：“不好意思，已经卖完了”（DHCP nack）。当然，服务员隔一段时间会来收拾一次桌子，除非客人特别说明这菜还要继续吃的，服务员会将剩菜（已分配的IP）端走。

实验

基本IP分配实验

实验前准备：
iptables -L 防火墙
getenforce selinux状态
hostname -I 查看IP
关闭虚拟网络编辑器DHCP功能
yum -y install dhcp
cd /etc/dhcpcat dhcpd.conf

意思是你去看一下 /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example这个模板来覆盖我
cp -a /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
systemctl enable dhcpd 设置开机自启动
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
配置文件下的内容参数

相关参数
subnet 可分配的IP网段范围作用域
netmask 子网掩码
range：可分配给客户端的IP范围
host 通过host指定某个客户端使用特定的IP
租约：客户端可以使用IP的时间

具体操作

subnet 192.168.1.0 指定1.0网段的会被分配（需要和本本机网卡网段相同，分配其他网段的IP需要再装一块网卡）（必须填写）
netmask 255.255.255.0 子网掩码（必须填写）
range 192.168.1.20 192.168.1.30 指定地址池范围（必须填写）
option routers 192.168.1.2 为客户端指定默认网关为1.2
option domain-name lijiahao 为客户端指定默认的域名
option domain-name-serves 192.168.1.10 为客户端指定DNS服务器地址
option broadcast-address 192.168.1.255 广播地址
default-lease-time 600 默认租赁期限（必须填写）
max-lease-time 7200 最大租赁期限（必须填写）

由此可知：最低限制配置：地址池、网段、掩码、租期：

客户端增加一块网卡，配IP地址（centos7: vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg/ens33）

注释掉IP
注释掉dns
注释掉网关
启动协议改成dhcp

ifdown 客户端网卡； ifup客户端网卡查看客户端的IP、网段、 dns服务器地址、dhcp

查看服务器的日志文件tail /var/log/message

在服务端查看租赁的IP
route -n 查看路由网关

cat /var/lib/dhcpd/dhcpd.leases 查看租赁（服务端）

cat /etc/resolve.conf查看DNS服务器（客户端）

地址保留实验（继续）

服务端增加绑定配置信息

客户端查看服务端网卡配置

重启服务端服务

重启客户端网卡：ifdown ens33；ifup ens33

超级作用域实验

介绍：DHCP服务器可以为单个物理网络上的客户端提供多个作用域租约地址（可以分配其他网段的IP）

为dhcp服务器增加一个子接口，子接口为对应外网段主机的网段，就可以实现匹配，sysctl -p开启

实验流程
实验环境
三台虚拟机同一网络模式，一个DHCP服务器，两个客户机

DHCP中继

思路

配置设备
DHCP服务器使用192.168.1.13网卡，网关192.168.1.2，net模式
DHCP中继器
网卡1：使用网卡192.168.1.2，net模式
网卡2：使用网卡192.168.10.10，用于分配192.168.10.0/24网段，网卡使用vmnet1仅主机模式
网卡2：使用网卡192.168.2010，用于分配192.168.20.0/24网段，网卡使用vmnet2仅主机模式
客户机1
加入一块vmnet1网卡，分配时寻找中继器网卡一
客户机2
加入一块vmnet2网卡，分配时寻找中继器网卡二

配置网卡信息

DHCP服务器网卡信息（全信息）