DHCP 能裝操作系統? 神操作?

  • 靜態地址與動態地址
  • DHCP概念及其應用場景(租期,續租等)
  • 舉兩個栗子(本地獲取地址,跨網段獲取)
  • DHCP的工作原理
  • 擴展: PXE(Pre-Boot-Execution Environment )
  • 問題: 既然 MAC地址能唯一標識一臺計算機,那爲啥還需要IP呢?直接通過 MAC地址通信不香嗎?

靜態地址與動態地址:
靜態地址:現在大多數的 PC 都採用動態地址配置,除了在數據中心需要配置靜態地址外,或者當你的DHCP服務器壞了獲取不了地址的時候只能自己配置 IP地址,網關地址,DNS服務器地址等。
動態地址:顧名思義,就是IP地址可以改變的地址,如你連wifi的時候一般都是選擇自動獲取IP地址的,如:
在這裏插入圖片描述
DHCP概念及其應用場景(租期,續租等):
DHCP就像時租房子,你不用裝修(如配置網關,子網掩碼等),都是自動幫你裝好的。當然租房子也是有時間的,當租期到了,你可以選擇續租,或釋放也就是不在租了。
個人理解爲啥需要租期:你看假如一個經常出差的人,如果在上海某公司獲取了IP地址,那這個地址就不能在分配給其他人了。倘若沒有租期,那當這個人到北京去了,這個IP還處在一直佔用的狀態,別人就無法在使用了啊。
對於網絡管理員來說:只要在DHCP配置某個共享IP的範圍,然後其它人直接訪問DHCP服務器就可以獲取了,真的是一舉兩得。

舉兩個栗子

  • 本地獲取地址(同一個網段內獲取)
    使用軟件: eNSP
    在這裏插入圖片描述
    DHCP服務器配置有三種模式,分別是接口,全局模式,地址池模式。我這裏選擇地址池模式:
    DHCP服務器配置結果如下:
    在這裏插入圖片描述
    PC1選用DHCP動態獲取後的結果:
    在這裏插入圖片描述
    在這裏插入圖片描述
    上圖有個DNS,不懂可以參考這篇文章:
    DNS? 就這?

  • 跨網段獲取(如北京的分公司在上海的總公司訪問DHCP服務器獲取地址)使用中繼模式即可,就像古代的傳報機。
    傳報機文章傳送:
    短距離通信,如何做到千里傳音???
    實驗拓撲圖:
    在這裏插入圖片描述
    在DHCP服務器配置的參數:
    在這裏插入圖片描述
    PC獲取的結果圖:
    在這裏插入圖片描述
    建議學習網絡時可以藉助模擬軟件進行網絡拓撲的搭建,然後進行抓包分析,這樣樂此不比。

DHCP的工作原理:
其實DHCP就是基於 client/server的協議的。也就是兩個應用軟件分別運行在不同的機器上。如果沒有啓動這個軟件,那麼在應用層就無這個服務,在接收到傳輸層的包時發現沒有匹配的port則會丟棄這個包。
----- 簡單的三步:
- (1)client 向 server 發送獲取IP地址的請求
- (2)server 收到請求在自己的地址池中選擇一個
-(3)server 將選擇的 IP 發送給 client
傳輸過程的流程圖:
在這裏插入圖片描述
(1)DHCP Discover (發現階段)
當一臺新電腦在某個地方開啓DHCP服務,也就是運行了 Client 的這個軟件。 我們必須要知道 只要是在網絡上跑的包都是完整的,可以只有上層沒有下層,絕不可能只有上層沒有下層。此時基於UDP封裝的包:
在這裏插入圖片描述
特殊地址: 0.0.0.0 表示任何網絡的網絡地址
這裏的 BOOT 相當於 DHCP,只是向前兼容了,所以沒多大區別,只是稱呼不同。

(2 ) DHCP Offer (提供階段)
當 server 收到這個包時,會根據裏面的端口號判斷在應用層是否有對應的軟件運行着,如果沒有則丟棄。 如果有,會根據這個 Client MAC 來判斷是否是新人,這時我們可以看到MAC地址的重要性。然後在 IP POOL 中選擇一個地址基於UDP 的封裝發送給 0.0.0.0 包格式:
在這裏插入圖片描述
(3)DHCP Request (請求階段)
當 Client 收到 DHCP Offer 時,因爲發現階段的包是基於廣播發送的,所以在提供階段可以接收到不同的DHCP Offer,Client一般選擇第一個到達的,所以在此階段必須告訴其它的server 我已經有啦。
在這裏插入圖片描述 (4)DHCP ACK(應答階段)
有請求必然有應答的,此時提供IP 地址的 server 收到 client的請求,會廣播返回給客戶機一個 DHCP ACK 消息包,表明已經接受客戶機的選擇,並將這一 IP 地址的合法租用信息和其他的配置信息都放入該廣播包,發給客戶機,歡迎它加入網絡大家庭。包格式:
在這裏插入圖片描述
擴展: PXE(Pre-Boot-Execution Environment )
先想像一下,當一個數據中心採用了一批新的機器,此時是沒有配置操作系統和IP地址的。我們總不能喫力不討好的一個個的配置IP 操作系統吧? 若有一千臺呢? 甚至一萬臺呢?
你還記得你電腦開機的過程是如何進入系統的嗎? 如何加載系統的?當你點擊開機按鈕,會加電自檢,啓動BIOS,將 MBR(存儲了啓動的程序,只讀)分區中的內容讀取到內存,啓動 GRUB,GRUB又啓動內核,內核啓動,初始化操作系統,成功開機。
PXE 協議分爲客戶端和服務器端,由於沒有操作系統,只能把客戶端寫入BIOS裏面,然後請求DHCP獲取IP地址,並知道在哪裏去下載安裝操作系統。在配置DHCP服務器的時候這個命令就是告訴操作系統在哪裏下載的:
在這裏插入圖片描述
最後將流程圖放在這裏方便理解:
在這裏插入圖片描述
-問題: 既然 MAC地址能唯一標識一臺計算機,那爲啥還需要IP呢?直接通過 MAC地址通信不香嗎?
提示: 你可想清楚一個包的傳輸過程,以及在這個過程中爲啥要頻繁的變換MAC等,視頻連接:
https://www.bilibili.com/video/BV1Hx411D7rn?p=6

總結:
多做,多思考,多努力。
不要問別人爲什麼,多問問自己拼什麼。
最喜歡的一句話:
後悔過去,不如奮鬥將來!

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