一、DHCP工作原理

1.DHCP服务简介

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

2.DHCP服务的好处

（1）减少管理员的工作量；
（2）避免IP地址冲突；
（3）当网络更改IP地址段时，不需要再重新配置每个用户的IP地址；
（4）提高了IP地址的利用率；
（5）方便客户端的配置。

3.DHCP的分配方式

（1）自动分配：分配到一-个IP地址后永久使用；
（2）手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址；
（3）动态分配：使用完后释放该IP,供其它客户机使用。

4.DHCP的租约过程

（1）客户机请求IP地址（Discover）

当一个DHCP客户机启动时，客户机还没有IP地址，所以客户机要通过DHCP获取一个合法的地址，此时DHCP客户机以广播方式发送DHCP Discover发现信息来寻找DHCP服务器。

（2）服务器响应（Offer）

当DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机，如果有，DHCP服务器就将此IP地址做上标记，加入到DHCP Offer的消息中，然后DHCP服务器就广播一则DHCP Offer消息。

（3）客户机选择IP地址（Request）

DHCP客户机从接收到的第一个DHCP Offer消息中提取IP地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能再分配给另一个DHCP客户机。在网络环境中可能有多个DHCP服务器，所以DHCP客户机会得到多个 DHCP offer，这是DHCP客户机需要选择其中一个提供的IP，然后广播发送request告诉所有DHCP服务器自己的选择。

（4）服务器确定租约（ACK）

DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客户机广播成功确认，该消息包含有IP地址的有效租约和其他可配置的信息。当客户机收到DHCP ACK消息时，它就配置了IP地址,完成TCP/IP的初始化。

（5）重新登录

DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要再发送DHCP Discover信息，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP Request请求信息。

（6）更新租约

当DHCP服务器向客户机出租的IP地址租期达到50%时，就需要更新租约。客户机直接向提供租约的服务器发送DHCP Request包，要求更新现有的地址租约。

二、DHCP中继服务的配置

1.首先在GNS3中将拓扑图设置好，然后将设备按图中接口连接好。

接口连接：
sw1：f1/0----------sw2：f1/0
sw1：f1/1----------DHCP：VMnet1
sw1：f1/2----------win10：VMnet2
sw1：f1/3----------server：VMnet8
vlan分配：
win10：vlan 10
server：vlan 20
DHCP：vlan 100
网段分配：
win10：192.168.10.0/24
server：192.168.20.0/24
DHCP：192.168.100.0/24

2.在Linux系统用yum源安装DHCP服务。注意：需要在联网环境下安装。

3.将win10系统的网络模式，选择为自定义并绑定VMnet1网卡。

4.将server系统的网络模式，选择为自定义并绑定VMnet2网卡。

5.将Linux系统的网络模式，选择为自定义并绑定VMnet8网卡。

6.点击“编辑”选择“虚拟网络编辑器”，然后选择“更改设置”，再选择“VMnet8”网卡将改为仅主机模式，并将“使用本地DHCP服务分配IP地址”选项的“√”去掉。（4、5、6步是为了创造一个局域网内没有DHCP服务器的实验环境）

7.进入Linux系统，用vim编辑器对网卡“ens33”的配置文件进行编辑，给它配置一个固定IP。

输入：vim  /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
将dhcp改为static
添加：
IPADDR=192.168.100.100
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.100.1

8.更改完网卡“ens33”的配置后，重启网络服务，再查看网卡信息，可以看到IP地址设置成功。

输入：service network restart 
输入：ifconfig

9.我们将系统给的DHCP配置文件的模板“/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example”，复制到DHCP服务的配置文件“/etc/dhcp/dhcpd.conf”中，并将其覆盖。

输入：cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf

10.用vim编辑器对DHCP服务的配置文件“/etc/dhcp/dhcpd.conf”进行配置。在里面添加三个网段的DHCP服务。

输入：vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
添加：
subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.10.50 192.168.10.100;
  option routers 192.168.10.1;
}

subnet 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.20.50 192.168.20.100;
  option routers 192.168.20.1;
}

subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.100.50 192.168.100.100;
  option routers 192.168.100.1;
}

11.开启dhcp服务，并查看服务状态。

输入：systemctl start dhcpd
输入：systemctl status dhcpd

12.进入GNS3将所有设备开启。

13.双击sw1，打开sw1的配置面板。进入全局模式，然后关闭路由功能。

输入：conf t
输入：no ip routing

14.新建三个vlan，分别为vlan 10、vlan 20、vlan 100。然后查看vlan是否添加成功。

输入：vlan 10,20,100
输入：do show vlan-sw b
输入：exit

15.分别进入f1/1、f1/2、f1/3接口，将接口模式设置为“access”模式，然后将三个接口分别添加到vlan 100、vlan 10、vlan 20。再进入f1/0接口，将f1/0接口模式设置为“trunk”模式，trunk封装类型设置为“dot1q”。

输入：int f1/1
输入：switch mode access
输入：switch access vlan 100
输入：exit
输入：int f1/2
输入：switch mode access
输入：switch access vlan 10
输入：exit
输入：int f1/3
输入：switch mode access
输入：switch access vlan 20
输入：exit
输入：int f1/0
输入：switch mode trunk
输入：switchport trunk encapsulation dot1q
输入：exit

16.双击sw2设备，打开sw2的配置面板。先进入全局模式，再新建三个vlan，vlan 10、vlan 20、vlan 100。然后查看是否添加成功。

输入：conf t
输入：vlan 10,20,100
输入：exit
输入：do show vlan-switch brief

17.进入f1/0接口，将f1/0接口模式设置为“trunk”模式，trunk封装类型设置为“dot1q”。

输入：int f1/0
输入：switch mode trunk
输入：switchport trunk encapsulation dot1q
输入：exit

18.分别进入vlan 10、vlan 20、vlan 100，设置它们的网关地址并开启。

输入：int vlan 10
输入：ip add 192.168.10.1 255.255.255.0
输入：no shutdown
输入：exit
输入：int vlan 20
输入：ip add 192.168.20.1 255.255.255.0
输入：no shutdown
输入：exit
输入：int vlan 100
输入：ip add 192.168.100.1 255.255.255.0
输入：no shutdown
输入：exit

19.查看一下，IP地址是否设置成功。

输入：do show ip int brief

20.分别进入vlan 10、vlan 20、vlan 100中，然后给它们设置DHCP服务器的IP地址。

输入：int vlan 10
输入：ip helper-address 192.168.100.100
输入：no shutdown
输入：exit
输入：int vlan 20
输入：ip helper-address 192.168.100.100
输入：no shutdown
输入：exit
输入：int vlan 100
输入：ip helper-address 192.168.100.100
输入：no shutdown
输入：exit

21.进入win10系统，先释放掉之前获取的IP地址，再重新获取IP地址。结果成功获取到DHCP服务器分配的IP地址192.168.10.50。

输入：ipconfig /release
输入：ipconfig /renew

22.用“ipconfig /all”命令，查看一下DHCP服务器的地址。就是192.168.100.100。

23.进入server系统，先释放掉之前获取的IP地址，再重新获取IP地址。结果成功获取到DHCP服务器分配的IP地址192.168.20.51。

输入：ipconfig /release
输入：ipconfig /renew

23.用“ipconfig /all”命令，查看一下DHCP服务器的地址。就是192.168.100.100。

24.给win10系统，指定一个固定的IP地址。先用“ipconfig /all”命令，查看一下win10的MAC地址。

25.再次进入Linux系统的DHCP服务配置文件，在里面设置win10的固定IP地址为192.168.10.10

输入：vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
添加：
host fantasia {
  hardware ethernet 00:0C:29:1E:27:9B;
  fixed-address 192.168.10.10;
}

26.重启DHCP服务。

输入：systemctl restart dhcpd

27.再次进入win10系统，先释放掉之前获取的IP地址，再重新获取IP地址。结果成功获取到DHCP服务器分配的固定IP地址192.168.10.10。

输入：ipconfig /release
输入：ipconfig /renew