大家都知道上網的最基本前提是要在終端上設置IP、子網掩碼、網關、DNS等地址信息，在家里或者在辦公室很多時候打開電腦后發現就可以上網，并沒有手動設置IP、掩碼、DNS地址也能上網，這是什么原因呢?其實這個原因很簡單，說明你的內網有"DHCP"服務器，通過它給你的終端自動分配了IP掩碼和網關等地址，省去了你手動配置過程，從而給網管人員和辦公人員都帶來了方便，簡化了管理過程。
今天就以本篇文章內容給大家詳細介紹一下"DHCP"實現的基本原理以及常見的幾種搭建DHCP服務器的方法!
一、DHCP實現原理
1. DHCP是什么
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議)是一個局域網的網絡協議，使用UDP協議工作。它是一種流行的Client/Server協議，一般用于為主機或者為路由器等指定相關的配置信息。DHCP服務在企業和家庭中得到了大量的應用，它能夠自動分配ip地址以及一些其他的相關信息，整個過程對客戶透明。
2. 部署DHCP服務的好處
減少管理員的工作量
避免輸入錯誤的可能
避免ip地址沖突
當網絡更改ip地址段時，不需要再重新配置每一個用戶的ip地址
提高了ip地址的利用率
方便客戶端的配置
3. DHCP分配方式
自動分配方式(Automatic Allocation)，DHCP服務器為主機指定一個永久性的IP地址，一旦DHCP客戶端第一次成功從DHCP服務器端租用到IP地址后，就可以永久性的使用該地址。
動態分配方式(Dynamic Allocation)，DHCP服務器給主機指定一個具有時間限制的IP地址，時間到期或主機明確表示放棄該地址時，該地址可以被其他主機使用。
手工分配方式(Manual Allocation)，客戶端的IP地址是由網絡管理員指定的，DHCP服務器只是將指定的IP地址告訴客戶端主機。
4. DHCP工作過程
DHCP客戶機在啟動時，會搜尋網絡中是否存在DHCP服務器。如果找到，則給DHCP服務器發送一個請求。DHCP服務器接到請求后，為DHCP客戶機選擇TCP/IP配置的參數，并把這些參數發送給客戶端。 如果已配置沖突檢測設置，則DHCP服務器在將租約中的地址提供給客戶機之前會使用Ping測試作用域中每個可用地址的連通性。這可確保提供給客戶的每個IP地址都沒有被使用手動TCP/IP配置的另一臺非DHCP計算機使用。
根據客戶端是否第一次登錄網絡，DHCP的工作形式會有所不同。
初次登錄時DHCP工作包括四個步驟：
(1) 第一步尋找DHCP服務器
當DHCP客戶端第一次登錄網絡的時候，計算機發現本機上沒有任何IP地址設定，將以廣播方式發送DHCP discover發現信息來尋找DHCP服務器，即向255.255.255.255發送特定的廣播信息。網絡上每一臺安裝了TCP/IP協議的主機都會接收這個廣播信息，但只有DHCP服務器才會做出響應。
(2) 第二步分配IP地址
在網絡中接收到DHCP discover發現信息的DHCP服務器就會做出響應，它從尚未分配的IP地址池中挑選一個分配給DHCP客戶機，并向DHCP客戶機發送一個包含分配的IP地址和其他設置的DHCP offer提供信息。
(3) 第三步接受IP地址
DHCP客戶端接受到DHCP offer提供信息之后，選擇第一個接收到的提供信息，然后以廣播的方式回答一個DHCP request請求信息，該信息包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內容。
(4) 第四步IP地址分配確認
當DHCP服務器收到DHCP客戶端回答的DHCP request請求信息之后，便向DHCP客戶端發送一個包含它所提供的IP地址和其他設置的DHCP ack確認信息，告訴DHCP客戶端可以使用它提供的IP地址。然后，DHCP客戶機便將其TCP/IP協議與網卡綁定，另外，除了DHCP客戶機選中的DHCP服務器外，其他的DHCP服務器將收回曾經提供的IP地址。
重新登錄：
以后DHCP客戶端每次重新登錄網絡時，就不需要再發送DHCP discover發現信息了，而是直接發送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當DHCP服務器收到這一信息后，它會嘗試讓DHCP客戶機繼續使用原來的IP地址，并回答一個DHCP ack確認信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機使用時，則DHCP服務器給DHCP客戶機回答一個DHCP nack否認信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCP nack否認信息后，它就必須重新發送DHCP discover發現信息來請求新的IP地址。
如果客戶端DHCP request 內的IP地址在服務器端沒有被使用，DHCP服務器回復DHCP ACK繼續使用IP。
如果客戶端DHCP request 內的IP地址在服務器端已被使用，DHCP服務器回復DHCP NACK告訴客戶端IP已被使用。
回復NACK后，重新開始DHCP初次登錄時的流程
更新租約：
DHCP服務器向DHCP客戶機出租的IP地址一般都有一個租借期限，期滿后DHCP服務器便會收回出租的IP地址。如果DHCP客戶機要延長其IP租約，則必須更新其IP租約。DHCP客戶機啟動時和IP租約期限到達租約的50%時，DHCP客戶機都會自動向DHCP服務器發送更新其IP租約的信息。
二、常見的幾種搭建DHCP服務器的方法
1. 利用TPLinK等寬帶路由器內置的DHCP功能模塊提供服務
這種方法很簡單，首先就是登錄路由器，找到DHCP功能設置的位置，直接設置即可。
設置好保存重啟后，網內的計算機就可以自動獲取iP地址等信息了。
2. 辦公網環境利用三層交換機搭建DHCP服務
以華為交換機舉例：
在三層交換機配置DHCP服務過程：
system-view （進入全局模式）
[Huawei]sysname SW1 ( 設備命名）
[SW1]dhcp enable （使用DHCP功能）
[SW1]ip pool 10 （創建全局地址池，同時進入全局地址池視圖）
[SW1-ip-pool-10]network 192.168.10.0 mask 24 （配置全局地址池可動態分配的IP地址范圍）
[SW1-ip-pool-10]dns-list 8.8.8.8 （配置DNS ）
[SW1-ip-pool-10]gateway-list 192.168.10.1 （配置網關）
[SW1-ip-pool-10]excluded-ip-address 192.168.10.201 192.168.10.254 （保留不被分配的地址）
[SW1-ip-pool-10]lease day 7 （IP租約期限）
[SW1-ip-pool-10]dis this （查詢當前模式的配置）
# ip pool 10
gateway-list 192.168.10.1 （網關）
network 192.168.10.0 mask 255.255.255.0 （IP地址范圍）
excluded-ip-address 192.168.10.201 192.168.10.254 （保留IP地址范圍）
lease day 7 hour 0 minute 0 （IP租約周期）
dns-list 8.8.8.8
[SW1-ip-pool-10]quit (退出
[SW1]ip pool 20
[SW1-ip-pool-20]network 192.168.20.0 mask 24
[SW1-ip-pool-20]dns-list 8.8.8.8
[SW1-ip-pool-20]gateway-list 192.168.20.1
[SW1-ip-pool-20]excluded-ip-address 192.168.20.201 192.168.20.254
[SW1-ip-pool-20]lease day 7
[SW1-ip-pool-20]q
------------------------------------------------
[SW1]vlan batch 10 20 （批量創建vlan）
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/1 （進入port 1)
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access (配置port 1 類型）
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 10 （配置port 1 vlan)
[SW1-GigabitEthernet0/0/1]quit (退出）
[SW1]interface GigabitEthernet 0/0/2
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 20
[SW1-GigabitEthernet0/0/2]quit
（ 配置VLANIF10接口下的客戶端從全局地址池中獲取IP地址）
[SW1]interface Vlanif 10 （創建vlanif 10)
[SW1-Vlanif10]ip address 192.168.10.1 24 (配置IP地址）
[SW1-Vlanif10]dhcp select global （在vlanif 10模式下調用全局地址池）
[SW1-Vlanif10]display this （查詢當前配置參數）
#
interface Vlanif10
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
dhcp select global
#
Return
[SW1-Vlanif10]quit
[SW1]interface Vlanif 20
[SW1-Vlanif20]ip address 192.168.20.1 24
[SW1-Vlanif20]dhcp select global
[SW1-Vlanif20]quit
[SW1]display ip pool （查看IP地址池配置情況）
[SW1]quit
save （保存配置，寫入設備）
3. 在windows 系統里搭建DHCP服務
以2008server為例：
2008ser搭建DHCP服務器步驟：
第一步：安裝Windows Server 2008系統作為服務器端;客戶端可安裝其他Windows系統。
第二步：進入2008ser系統，手動設置IP(未設置靜態IP，后面無法繼續)
第三步：打開服務器管理器：系統中點擊 "開始菜單程序"——> 管理工具 ——>服務器管理器
第四步：進入服務器管理器，點擊左側的"角色"然后點擊右側"添加角色"
第五步：進入添加角色向導默認下一步，
第六步：服務器角色界面，勾選DHCP服務器;
第七步：勾選DHCP服務器后，單擊"下一步"按鈕，屏幕上將會彈出DHCP服務器簡介窗口，默認下一步;
第八步： 進入選擇網絡連接綁定，勾選IP地址;安裝程序將自動檢查你的服務器是否具有一個靜態IP地址，第2步設置了則會被檢測顯示出來。
第九步：接下來到"IPv4DNS設置"，需要輸入你的父域名和DNS服務器的IP地址，這個域將用于我們在這臺DHCP服務器上創建的所有作用域; 當DHCP更新IP地址信息的時候，相應的DNS更新會將計算機的名稱到IP地址的關聯進行同步。
第十步：是否要設置WINS服務器地址參數，默認"此網絡上的應用程序不需要WINS"選項; (若需要則正確設置好目標WINS服務器的IP地址。)
第十一步：接下來的"DHCP作用域"窗口中，點擊右側"添加"我們可以根據本地局域網的IP地址分配情況，設置好DHCP服務器的適用范圍，同時選中"激活此作用域"選項，并單擊"確定"添加完成。
第十二步： DHCPv6無狀態模式，選擇禁用模式;在Windows Server 2008中默認增加了對下一代IP地址規范IPv6的支持，不過就目前的網絡現狀來說很少用到IPv6，因此可以選擇對此服務器禁用DHCPv6無狀態模式。
第十三步： 在"確認"界面，確認后點擊安裝，開始自動安裝。進度條完成，DHCP也安裝完成。
最后同局域網中的客戶端設置為自動獲得IP地址，即可獲得DHCP自動分配的IP;
4. linux系統下搭建DHCP服務
以ubuntu系統為例：
網絡拓撲結構圖如下：
配置步驟如下：
第一步：安裝isc-dhcp-server
采用命令：apt-get install isc-dhcp-server：
第一步：配置isc-dhcp-server
首先對作為DHCP服務器的"ubuntu 副本"進行設置：
第三步：進入超級用戶，編輯文件/etc/default/isc-dhcp-server文件：
在INTERFACES=""處填入網卡名enp0s3：
第四步：將文件打開發現有很多例子，都是被注釋掉了的，選用一個例子，修改后的結果如下：
修改本機的IP地址，子網掩碼，默認網關，DNS等：
對該網卡進行重啟，對網絡進行重新啟動，將DHCP服務開啟：
第五步：Linux客戶機配置(虛擬機從虛擬機獲得IP)：
網絡連接設置為自動獲取IP地址：
在命令行中輸入dhclient命令重新分配IP地址，我們發現IP地址成功被分配到了，其中圖一是未得到分配的IP地址，圖二是重分配后得到的由DHCP服務器192.168.137.2分配而來的IP地址192.168.137.101：
通過wireshark抓包進行分析，可看到IP地址192.168.137.101的確是由DHCP服務器192.168.137.2提供的，并且可以看到它們之間的request-ack過程：
