dhcp服务器动态分配地址

一、基本概念

1、定义：DHCP全称为Dynamic Host Configuration Protocol，即动态主机配置协议，是一种网络协议，主要用于为网络中的客户端设备自动分配IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等网络配置参数。

2、作用：在大型网络中，如果手动为每个设备配置IP地址，不仅工作量大，而且容易出现错误，DHCP服务器的存在极大地简化了网络管理工作，提高了IP地址的利用率，避免了地址冲突等问题。

3、工作模式：基于UDP协议工作，客户端发送请求到DHCP服务器的67号端口，服务器返回响应给客户端的68号端口。

二、工作原理及流程

1、发现阶段（DHCP Discover）：当客户端设备（如电脑、打印机等）接入网络并初始化后，它会以广播方式发送一个DHCP Discover消息到本地网络上的所有设备（因为此时它还不知道自己的IP地址，所以无法进行单播通信），该消息包含客户端的硬件地址等信息，用于向网络中的DHCP服务器宣告自己的存在和请求IP地址分配。

2、提供阶段（DHCP Offer）：网络中的DHCP服务器接收到客户端的Discover消息后，会从自己管理的IP地址池中选择一个尚未分配的IP地址，然后向客户端发送一个DHCP Offer消息，Offer消息中包含提议分配给客户端的IP地址、子网掩码、租约期限（即客户端可以使用该IP地址的时间长度）、默认网关、DNS服务器地址等信息。

3、请求阶段（DHCP Request）：客户端收到DHCP Offer消息后，如果接受该提议，则会以广播方式发送一个DHCP Request消息，Request消息中包含服务器提供的IP地址等信息，表明客户端希望使用该IP地址，这也是对服务器的一个确认请求。

4、确认阶段（DHCP Acknowledgement）：DHCP服务器收到客户端的Request消息后，会再次确认该IP地址是否仍然可用，如果可用，服务器会以广播方式发送一个DHCP Acknowledgement消息给客户端，告知其可以使用分配的IP地址和其他网络配置参数，至此，客户端就成功获得了IP地址，并可以开始正常通信。

三、IP地址分配策略

1、动态分配：这是最常见的分配方式，DHCP服务器从可用的IP地址池中选择一个未被使用的IP地址分配给客户端，客户端在一定租约期限内使用该IP地址，租约期限到期后，客户端需要重新请求续租或释放该IP地址，这种分配方式适用于大多数普通网络设备，如办公电脑、员工自带的移动设备等，它们在网络中的连接时间相对较短，不需要长期固定使用某个IP地址。

2、手工分配：管理员可以在DHCP服务器上手动指定某些特定的IP地址分配给特定的客户端设备，这通常用于一些需要固定IP地址的设备，如服务器、网络打印机等，通过手工分配，可以确保这些设备始终使用相同的IP地址，方便其他设备对其进行访问和管理。

3、自动分配：在这种模式下，DHCP服务器会根据客户端的硬件地址（如MAC地址）来自动为其分配一个固定的IP地址，每次该客户端接入网络时，都会获得相同的IP地址，这种方式适用于一些需要始终保持相同IP地址的设备，如企业的核心业务服务器等。

四、优点

1、简化管理：网络管理员无需手动为每个设备配置IP地址等参数，减少了工作量和出错的可能性，当有新设备加入网络时，只需将其设置为DHCP客户端，即可自动获取网络配置信息。

2、提高IP利用率：DHCP服务器可以根据设备的连接情况动态分配和回收IP地址，避免了IP地址的浪费，提高了IP地址资源的利用率。

3、便于故障排查：由于DHCP服务器集中管理网络配置信息，当网络出现故障时，管理员可以通过查看服务器的日志记录等方式快速定位问题所在。

五、缺点

1、安全性问题：如果DHCP服务器被攻击或配置不当，可能会导致IP地址分配混乱、信息泄露等问题，反面用户可能会通过伪造DHCP服务器向客户端分发错误的IP地址，导致客户端无法正常通信。

2、依赖服务器：一旦DHCP服务器出现故障或宕机，客户端将无法自动获取IP地址，可能会影响网络的正常通信，虽然可以设置备用DHCP服务器来提高可靠性，但在切换过程中仍可能会出现短暂的服务中断。

3、地址冲突风险：在复杂的网络环境中，如果存在多个DHCP服务器且配置不一致，或者有设备手动配置了与DHCP服务器分配的IP地址相同的地址，就可能导致地址冲突，影响网络的稳定性。

六、应用场景

1、企业网络：在企业内部网络中，有大量的员工电脑、打印机、交换机等设备需要接入网络，使用DHCP服务器可以方便地为这些设备分配IP地址和其他网络配置参数，提高网络管理效率。

2、公共场所无线网络：如咖啡馆、机场、酒店等场所提供的公共无线网络，通常会使用DHCP服务器为接入的客户提供临时的IP地址，以便客户能够正常上网浏览信息。

3、家庭网络：对于家庭用户来说，使用DHCP服务器可以方便地管理家庭网络中的设备，如智能手机、平板电脑、智能电视等，当有新设备连接到家庭路由器时，路由器作为DHCP服务器会自动为其分配IP地址。

DHCP服务器在现代网络中扮演着至关重要的角色，它通过动态分配IP地址和网络配置参数，极大地简化了网络管理工作，提高了IP地址的利用率，在使用DHCP服务器的过程中，也需要注意其安全性和稳定性问题，以确保网络的正常运行。