03-DHCP与PXE

本人在“极客时间”上购买了一套“趣谈网络协议”的课程，本文为该课程第四讲（第4讲 | DHCP与PXE：IP是怎么来的，又是怎么没的？）的课程笔记。

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1. 配置 IP

• Linux 默认的逻辑是，如果这是一个跨网段的调用，它便不会直接将包发送到网络上，而是企图将包发送到网关。
• 真正配置的时候，一定不是直接用命令配置的，而是放在一个配置文件里面。不同系统的配置文件格式不同，但是无非就是 CIDR、子网掩码、广播地址和网关地址。

2. DHCP介绍

• 动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol），简称DHCP。这是一个自动配置的协议。
• 如果是数据中心里面的服务器，IP 一旦配置好，基本不会变，这就相当于买房自己装修。DHCP 的方式就相当于租房。你不用装修，都是帮你配置好的。你暂时用一下，用完退租就可以了。

3. DHCP工作方式

1）新机器入网，发送广播包，内容为：我是新来的（Boot request），我的 MAC 地址是这个，我还没有 IP，谁能给租给我个 IP 地址！（这一步，我们称为DHCP Discover）

2）DHCP Server - IP 管理员，确认新机器 mac 地址唯一后，给其分配 IP 地址，并为此客户保留为它提供的 IP 地址，从而不会为其他 DHCP 客户分配此 IP 地址。给其发一个DHCP Offer 。
DHCP Server 回复说，我分配了一个可用的 IP 给你，你看如何？除此之外，服务器还发送了子网掩码、网关和 IP 地址租用期等信息。

3）如果有多个 DHCP Server，这台新机器会收到多个 IP 地址。
它会选择其中一个 DHCP Offer，一般是最先到达的那个，并且会向网络发送一个 DHCP Request 广播数据包，包中包含客户端的 MAC 地址、接受的租约中的 IP 地址、提供此租约的 DHCP 服务器地址等，并告诉所有 DHCP Server 它将接受哪一台服务器提供的 IP 地址，告诉其他 DHCP 服务器，谢谢你们的接纳，并请求撤销它们提供的 IP 地址，以便提供给下一个 IP 租用请求者。

4）DHCP Server 接收到客户机的 DHCP request 之后，会广播返回给客户机一个 DHCP ACK 消息包，表明已经接受客户机的选择，并将这一 IP 地址的合法租用信息和其他的配置信息都放入该广播包，发给客户机，欢迎它加入网络大家庭。

5）IP 地址租用与更新
客户机会在租期过去 50% 的时候，直接向为其提供 IP 地址的 DHCP Server 发送 DHCP request 消息包。客户机接收到该服务器回应的 DHCP ACK 消息包，会根据包中所提供的新的租期以及其他已经更新的 TCP/IP 参数，更新自己的配置。这样，IP 租用更新就完成了。

4.PXE-预启动执行环境

1）DHCP 协议能给客户推荐“装修队”PXE，能够安装操作系统，这个在云计算领域大有用处。
2）PXE 的工作过程