协调分配IP地址：深入探究DHCP服务器的工作原理 (dhcp服务器的协调)
协调分配IP地址是现代互联网的基础之一，可追溯至20世纪80年代，当时策划大型计算机系统的需求日益增加。DHCP服务器是一种网络服务，它负责为计算机和其他设备分配IP地址、子网掩码和默认网关，这是让设备能够在网络上进行通信的必要条件。此外，DHCP服务器还可以为设备分配其他网络参数，包括DNS服务器和NTP服务器。在这篇文章中，我们将深入探究DHCP服务器的工作原理和它如何协调分配IP地址。
DHCP服务器的基本工作原理
DHCP服务器的工作原理相当简单，它主要负责分配IP地址和其他网络参数给请求连接的设备。当设备连接到网络时，它会发送DHCP请求以获取IP地址。DHCP服务器在接收到请求之后，将IP地址和其他相关的网络参数发送给该设备。在DHCP请求中除了IP地址，还会包括设备的MAC地址、子网掩码和默认网关等信息。
DHCP服务器可以通过几种方式分配IP地址，其中最普遍的方式是动态分配。这种方式下，当设备连接到网络时，DHCP服务器会从一段预先设置的IP地址池中选择一个地址分配给该设备。一旦设备断开连接，它的IP地址就可以重新分配给其他设备。这比静态分配IP地址更灵活，因为可以在没有人为干预的情况下管理IP地址的分配。
DHCP服务器还可以使用另一种方式来分配IP地址，即静态分配。这种方式下，DHCP服务器为特定的设备分配一个永久的IP地址。静态分配IP地址适用于需要始终拥有同一个IP地址的设备，如服务器和打印机等。
DHCP服务器的工作模式
DHCP服务器可以工作在几种模式下。这些模式包括集中式、分散式和混合式。
在集中式模式下，所有的DHCP请求都由中央DHCP服务器处理。这种模式适用于大型组织，因为它可以提高DHCP服务器的管理和监控的效率，但同时需要考虑到单点故障的问题。
分散式模式下，不同的DHCP服务器分配不同的IP地址池，不同的设备连接到不同的DHCP服务器以获取地址和其他网络参数。这种模式可以减少单点故障的风险和网络的拥塞。
混合式模式是集中式和分散式的一种结合。在混合式模式下，多个DHCP服务器共同分配IP地址。中央DHCP服务器负责进行整体管理，而其他地方的DHCP服务器负责分配不同的IP地址池。这种模式可以提高可靠性和管理效率。
DHCP服务器的优缺点
DHCP服务器的优点之一是它可以简化网络管理。通过自动分配IP地址和其他网络参数，DHCP服务器可以减少因为IP地址配置问题引起的网络故障。此外，它可以帮助网络管理员控制IP地址的分配和管理，因为管理员可以通过DHCP服务器监视和管理IP地址的分配情况。
但是，DHCP服务器也存在一些缺点。它可能存有安全风险，如黑客可以通过DHCP服务器上的漏洞攻击网络。在处理大量DHCP请求时，服务器可能会发生性能瓶颈和拥堵。此外，DHCP服务器需要配置和维护，这需要耗费时间和精力。
结论
DHCP服务器是网络架构中不可或缺的一部分。它负责分配IP地址和其他网络参数，使设备可以在网络上进行通信。DHCP服务器的工作原理简单，可以使用不同的分配模式来满足各种组织的需求。虽然DHCP服务器存在一些缺点，但是它的优点还是比较明显的。网络管理员应该了解DHCP服务器的工作原理和特点，根据自身网络需求来选择合适的DHCP服务器配置和部署方案。
相关问题拓展阅读：
DHCP的工作流程的四个步骤是什么？
DHCP的工作流程的四个步骤：
之一步： 客户端发送 DHCPdiscovery 包，请求DHCP服务器，就是查找网络上
的DHCP服务器；
第二步： 服务器向回应客户端的 DHCPoffer 包，目的告诉客户端，迟穗我能为你
提供IP地址；
第三步： DHCPrequest 包，客户端向服务器请求IP地址；
第四步： DHCPack 包，确认包，服务器向客户端分配IP地址。
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作。
主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段，在RFC 2131中有详细的描述。
DHCP有3个端口，码启卜其中UDP67和UDP68为正常的DHCP服务端口，分别作为旁春DHCP Server和DHCP Client的服务端口；546号端口用于DHCPv6 Client，而不用于DHCPv4，是为DHCP failover服务，这是需要特别开启的服务，DHCP failover是用来做“双机热备”的。
简述DHCP的工作机制
工作流程
1.发现阶段，即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对于客户机来说是未知的）发送DHCPdiscover发现信息来寻找DHCP服务器，即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应（如图1）。
2.提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息（如图2）。
3.选择阶段，即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCPoffer提供信息，则DHCP客户机只接受之一个收到的DHCPoffer提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCPrequest请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址（如图3）。
4.确认阶段，即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户好燃机回答的DHCPrequest请求信息之后，它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCPack确认信息，告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定，另外和携，除DHCP客户机选中的服务器外，其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址（如图4）。5.重新登录。以后DHCP客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCPdiscover发现信息了，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCPrequest请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCPack确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时（比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用），则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCPnack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCPnack否认信息后，它就必须重新发送DHCPdiscover发现信息来请求新的IP地址。6.更新租约。DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。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：客人走进餐馆，问：“有没有服务员啊？”（DHCPdiscover），多个服务员同时回答：“有，我这有鸡翅”“有，我这有汉堡”（DHCPoffer）。客人说：“好吧，我要一份汉堡”（DHCPrequest，这个客人比较死板，总是选择之一次听到的食物），端着汉堡的服务员回应了一声：“来啦”（DHCPack），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（DHCPrequest），如果还有汉堡，服务员会再次确认并上菜（DHCPack），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”（DHCPnack）。当然，服务员隔一段时间会来收拾一次桌子，除非客人特别说明唤袜伏这菜还要继续吃的，服务员会将剩菜端走。
DHCP的原理和配置
DHCP的原理与配正嫌置
DHCP叫做动态主机配置协议，它可以帮助主机动态下发IP地址以及网关举雹手DNS服务器等信息，减少大型组网中手动配肆谈置IP地址的过程，将管理员的工作简化。
至于配置方面由于厂商很多，配置脚本也很多，在配置的时候只需要记住几个点：
1、创建地址池
2、地址池中包含的网段信息，即可分配给主机的所有可用地址。
3、网关地址信息
4、DNS服务器地址信息
5、在接口上挂接地址池
WINDOWS 下的DHCP：
DHCP（dynamic host configure protocol）是动态主机配置的缩写，用于向网络中的计算机动态分配IP以及简单的TCP/IP信息。
什么是DHCP?
DHCP是用于简化IP配置管理的TCP/IP标准，对客户机动态非配TCP/IP信息。
使用DHCP的理由
1：减小管理员的工作量
2：减小输入错误的可能
3：避免IP冲突
4：当网络改变IP地址段时，不需要对每台PC重新分配IP地址
5:计算机移动不需要重新配置ip地址
6：提高IP地址的利用率
DHCP的工作原理（四次广播）
之一步：客户机请求IP租约
客户机广播一个DHCPdiscover包请求IP地址，DHCPdiscover包的原地址是0.0.0.0（因为这个时候还没有IP）目标地址255.255.255.255（不知道那台机DHCP服务器，所以广播）MAC地址是自己的。
第二步：服务器响应
当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址的信息时，就在自己的IP地址库中查找是否有合法的IP地址提供给客户机，如果有，就将此IP地址做上标记，广播一个DHCPpoffer包，DHCPpoffer包中包含：
1，DHCP客户机的MAC地址，用来正确标识客户机。
2，DHCP服务器提供的合法IP地址，子网掩码。
3，租约期限。
4，服务器标识
第三步：客户机选择IP地址
客户机接收到之一个DHCPpoffer包中选择IP，并将DHCPrequest包广播到所有DHCP服务器（因为可能一个环境中有多台DHCP服务器）表明它接受提供的内容。
第四步：服务器确认IP租约
DHCP租约过程中第四步也是最后一步为服务器确认IP地址租约，也称为DHCPACK/DHCPNAK.
DHCP服务器的配置
DHCP服务器的要求
1，DHCP服务器要求在windows server 2023 的计算机上运行，（当然也可以在windows 2023或NT得计算机上运行，但本文主要介绍的是在windows server 2023 上运行的配置）
2，DHCP服务器要有一个静态的IP地址、子网掩码和其他的TCP/IP信息
3，要安装DHCP服务
4，使用活动目录服务必须授权DHCP服务器
5，建立作用域并激活。
实验步骤：
1，配置自己的IP地址，（静态）
2，在”添加删除程序”选择”添加/删除组件”,在框中选中”网络服务”（但不要打钩），点下面的”详细信息”里面的”动态分配主机协议”（DHCP打钩)然后”确定”，”下一步”
3,“在开始菜单”“管理工具”里面选中“DHCP”，打开后“新建作用域”
4，客户机上运行CMD进入命令行模式：输入ipconfig /release
清空IP信息。然后输入ipconfig /renew 获取IP信息。（注意客户机必须是动态获取IP地址）
LIUNX中稿告DHCP工作原理及配置过程详解
DHCP服务配置
DHCP服务占67号端口，DHCP的前身是bootps这个协议。
可以通过这个命令证明：#cat /etc/services | grep bootps
bootps 67/tcp
#BOOTP servier
bootps 67/udp
DHCP全称是动态主机配置协哪伍议（Dynamic Host Configuration Protocol），是由IETF（Internet网络工
程师任务小组）设计的，详尽的协议内容在RFC文档rfc2131和rfc1541里。它是用来自动给客户机分配
TCP/IP信息的网络协议。每个DHCP客户都连接到中央位置的DHCP服务器，该服务器会返回包括IP地址、网
关和DNS服务器信息的客户网络配置。
DHCP的工作过程
(1)IP租用请求：DHCP客户机启动计算机后，通过UDP端口67广播一个DHCPDISCOVER信息包，向网络上的任
意一个DHCP服务器请求提供IP租约。
(2)IP租用提供：网络上所有的DHCP服务器均会收到此信息包，每台DHCP服务器通过UDP端口68给DHCP客户
机回应一个DHCPOFFER广播包，提供一个IP地址。
(3)IP租用选择：客户机从不止一李敬或台DHCP服务器接收到提供之后，会选择之一个收到的DHCPOFFER包，并向
网络中广播一个DHCPREQUEST消息包，表明自己已经接受了一个DHCP服务器提供的IP地址。该广播包中包
含所接受的IP地址和服务器的IP地址。
(4)IP租用确认：被客户机选择的DHCP服务器在收到DHCPREQUEST广播后，公广播返回给客户机一个
DHCPACK消息包，表明已经接受客户机的选择，并将这一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入该
广播包发给客户机。
客户机在收到DHCPACK包后，会使用该广播包中的信息来配置自己的TCP/IP，则租用过程完成，客户
机可以在网络中通信。
/usr/in/dhcpd
//dhcp执行文件
/var/lib/dhcp/dhcpd.leases
//dhcp租约文件
DHCP配置文件
Linux默认是没有dhcpd.conf文件的，需要我们自己到/usr/share/doc/dhcp-3.0p12文件夹下把
dhcp.conf.sample模板文件拷贝到/etc文件夹下起名叫dhcpd.conf
#cp /usr/share/doc/dhcp-3.0p12/dhcp.conf.sample /etc/dhcpd.conf
#vi /etc/dhcpd.conf
//打开/etc/dhcpd.conf文件
ddns-update-style interim;
//配置使用过渡性DHCP-DNS互动更新模式
ignore client-updates;
//忽略客户端更新
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
//subnet后面必须跟网段，设置您要对哪个网段提
供dhcp提供，注意DHCP服务器IP地址必须和该网段相符，否则DHCP服务不能启动
option routers
192.168.0.1;
//为DHCP客户指定默认网关(gateway)
option subnet-mask 255.255.255.0;
//为DHCP客户指定子网掩码
(netmask)
option nis-domain “domain.org”;
//为DHCP客户设置NIS域
option domain-name “domain.org”;
//为DHCP客户设置DNS域
option domain-name-servers 192.168.1.1;
//为DHCP客户设置DNS服务器地址
option time-offset;
//设置与枨林威治时间的偏移时间(s)
range dynamic-bootp 192.168.0..168.0.255;
//设置地址池，为DHCP客户分配IP
地址的地址段，客户可以分到该段内的任意地址；建议把192.168.0.255改为192.0.168.254，因为客户机
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