DHCP服務器的工作原理
DHCP簡介

DHCP的前身是BOOTP，它工作在OSI的應用層，是一種幫助計算機從指定的DHCP服務器獲取配置信息的自舉協(xié)議。DHCP使用客戶端/服務器模式，請求配置信息的計算機叫做“DHCP客戶端”，而提供信息的叫做“DHCP服務器”。DHCP為客戶端分配地址的方法有3種，即手工配置、自動配置和動態(tài)配置。DHCP最重要的功能就是動態(tài)分配，除了IP地址，DHCP還為客戶端提供其他的配置信息，如子網(wǎng)掩碼，從而使得客戶端無須用戶動手即可自動配置并連接網(wǎng)絡。

為什么使用DHCP

DHCP在快速發(fā)送客戶網(wǎng)絡配置方面很有用，當配置客戶端系統(tǒng)時，若管理員選擇DHCP，則不必輸入IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關或DNS服務器，客戶端從DHCP服務器中檢索這些信息。DHCP在網(wǎng)絡管理員想改變大量系統(tǒng)的IP地址時也有用，與其重新配置所有系統(tǒng)，不如編輯服務器中的一個用于新IP地址集合的DHCP配置文件。如果某機構的DNS服務器改變，這種改變只須在DHCP服務器中，而不必在DHCP客戶端上進行。一旦客戶端的網(wǎng)絡被重新啟動（或客戶端重新引導系統(tǒng)），改變就會生效。除此之外，如果便攜電腦或任何類型的可移動計算機被配置使用DHCP，只要每個辦公室都有一個允許其聯(lián)網(wǎng)的DHCP服務器，它就可以不必重新配置而在辦公室間自由移動。

DHCP的工作流程

1．發(fā)現(xiàn)階段

即DHCP客戶端查找DHCP服務器的階段?？蛻魴C以廣播方式（因為DHCP服務器的IP地址對于客戶端來說是未知的）發(fā)送DHCP discover信息來查找DHCP服務器，即向地址255.255.255.255發(fā)送特定的廣播信息。網(wǎng)絡上每一臺安裝了TCP/IP的主機都會接收到這種廣播信息，但只有DHCP服務器才會做出響應。

2．提供階段

即DHCP服務器提供IP地址的階段，在網(wǎng)絡中接收到DHCP discover信息的DHCP服務器都會做出響應。它從尚未出租的IP地址中挑選一個分配給DHCP客戶端，向其發(fā)送一個包含出租的IP地址和其他設置的DHCP offer信息。

3．選擇階段

即DHCP客戶端選擇某臺DHCP服務器提供的IP地址的階段。如果有多臺DHCP服務器向DHCP客戶端發(fā)送DHCP offer信息，則DHCP客戶端只接受第1個收到的DHCP offer信息。然后它就以廣播方式回答一個DHCP request信息，該信息中包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內(nèi)容。之所以要以廣播方式回答，是為了通知所有DHCP服務器，它將選擇某臺DHCP服務器所提供的IP地址。

4．確認階段

即DHCP服務器確認所提供的IP地址的階段。當DHCP服務器收到DHCP客戶端回答的DHCP request信息之后，它向DHCP客戶端發(fā)送一個包含其所提供的IP地址和其他設置的DHCP ACK信息，告訴DHCP客戶端可以使用該IP地址，然后DHCP客戶端便將其TCP/IP與網(wǎng)卡綁定。另外，除DHCP客戶端選中的服務器外，其他的DHCP服務器都將收回曾提供的IP地址。

5．重新登錄

以后DHCP客戶端每次重新登錄網(wǎng)絡時，不需要發(fā)送DHCP discover信息，而是直接發(fā)送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request信息。當DHCP服務器收到這一信息后，它會嘗試讓DHCP客戶端繼續(xù)使用原來的IP地址，并回答一個DHCP ACK信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶端使用（比如此IP地址已分配給其他DHCP客戶端使用），則DHCP服務器給DHCP客戶端回答一個DHCP NACK信息。當原來的DHCP客戶端收到此信息后，必須重新發(fā)送DHCP discover信息來請求新的IP地址。

6．更新租約

DHCP服務器向DHCP客戶端出租的IP地址一般都有一個租借期限，期滿后DHCP服務器便會收回該IP地址。如果DHCP客戶端要延長其IP租約，則必須更新其IP租約。DHCP客戶端啟動時和IP租約期限過一半時，DHCP客戶端都會自動向DHCP服務器發(fā)送更新其IP租約的信息。

  DHCP的設計目標

（1）DHCP應該是一種機制而不是策略，它必須允許本地系統(tǒng)管理員控制配置參數(shù)，本地系統(tǒng)管理員應該能夠?qū)λＭ芾淼馁Y源進行有效的管理。

　?。?）客戶端不需要手工配置，而應該在不參與的情況下發(fā)現(xiàn)合適于本地機的配置參數(shù)，并利用這些參數(shù)加以配置。

　　（3）不需要為單個客戶端配置網(wǎng)絡，在通常情況下，網(wǎng)絡管理員沒有必要輸入任何預先設計好的用戶配置參數(shù)。

　?。?）DHCP不需要在每個子網(wǎng)上配置一臺服務器，出于經(jīng)濟原因，DHCP服務器必須可以和路由器或BOOTP轉(zhuǎn)發(fā)代理一起工作。

（5）DHCP客戶端必須能對多個DHCP服務器提供的服務做出響應，出于網(wǎng)絡穩(wěn)定與安全的考慮，有時需要在網(wǎng)絡中添加多臺DHCP服務器。

　?。?）DHCP必須靜態(tài)配置，而且必須用現(xiàn)存的網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)。

（7）DHCP必須能夠和BOOTP轉(zhuǎn)發(fā)代理互操作。

（8）DHCP必須能夠為現(xiàn)有的BOOTP客戶端提供服務。

（9）不允許有多個客戶端同時使用一個網(wǎng)絡地址。

（10）在DHCP客戶端重新啟動后仍然能夠保留其原先的配置參數(shù)，如果可能，客戶端應該被指定為相同的配置參數(shù)。

　?。?1）在DHCP服務器重新啟動后仍然能夠保留客戶端的配置參數(shù)，如果可能，即使DHCP機制重新啟動，也應該能夠為客戶端分配原有的配置參數(shù)。

（12）能夠為新加入的客戶端自動提供配置參數(shù)。

（13）支持對特定客戶端永久固定分配網(wǎng)絡地址。

上面（9）~（13）的設計目標是對于網(wǎng)絡層參數(shù)的設計而言的，在網(wǎng)絡層參數(shù)上，DHCP必須做到這幾點。

安裝DHCP服務器

DHCP配置文件

可以使用RHEL 5.0自身攜帶的RPM包安裝，安裝結(jié)束后DHCP端口監(jiān)督程序dhcpd配置文件是/etc目錄中的名為dhcpd.conf的文件。下面手工建立/etc/dhcpd.conf文件，該文件通常包括3個部分，即parameters參數(shù)、declarations聲明和option選項。

1．DHCP配置文件中的parameters

parameters表明如何執(zhí)行任務，以及是否要執(zhí)行任務或?qū)⒛男┚W(wǎng)絡配置選項發(fā)送給客戶端，主要參數(shù)如表8-1所示。

DHCP配置文件中的主要參數(shù)