《Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》 教案 23.項(xiàng)目8 DHCP部署-工作原理及配置

課程教學(xué)設(shè)計(jì)課程名稱Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)授課時(shí)數(shù)2授課對(duì)象授課時(shí)間學(xué)情分析熟悉各種Linux命令的使用。具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解配置的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，Linux中網(wǎng)絡(luò)配置文件的意義，以及常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)配置和調(diào)試工具能力目標(biāo)：配置的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù),保證系統(tǒng)正常上網(wǎng)。思政目標(biāo)：腳踏實(shí)地，網(wǎng)絡(luò)安全國(guó)家安全教學(xué)重點(diǎn)Shell編程，在Linux下運(yùn)行C語(yǔ)言程序教學(xué)難點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)配置文件、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置教學(xué)策略課前：在學(xué)習(xí)通中，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生提交學(xué)習(xí)結(jié)果。師生在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行交流討論，教師根據(jù)線上學(xué)習(xí)情況，調(diào)整課堂講解內(nèi)容。課中：通過(guò)老師講解演示學(xué)習(xí)DHCP服務(wù)的工作原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)完成DHCP服務(wù)器的搭建。課后：在linux中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置練習(xí)教學(xué)環(huán)境與資源硬件：手機(jī)、移動(dòng)終端、PC軟件：RedHat7.6參考教材《Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》魏迎西安電子科技大學(xué)出版社教學(xué)反思教師：（簽名）教研室主任：（簽名）年月日部署DHCP服務(wù)----事半功倍項(xiàng)目引入學(xué)院目前擁有上千臺(tái)計(jì)算機(jī)，需要這些主機(jī)都可以上網(wǎng)，獲取網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享。為了減少IT協(xié)會(huì)學(xué)生的工作量，需要網(wǎng)絡(luò)中心的Linux服務(wù)器給全院客戶端主機(jī)自動(dòng)分配IP地址，確保IP地址的合理使用。思政聚焦故事半古之人，功必倍之，惟此時(shí)為然。”——《孟子·公孫丑上》需求分析采用手工配置IP地址必須確保IP地址是合法，保證IP地址沒(méi)有被其他客戶端占用。即使這樣，面對(duì)學(xué)院上千臺(tái)計(jì)算機(jī)，手工配置IP的工作量還是太大，容易出錯(cuò)。那么，如何方便地設(shè)置IP地址或者自動(dòng)獲得IP地址呢？這對(duì)局域網(wǎng)用戶來(lái)說(shuō)意義非凡。動(dòng)態(tài)的獲取IP地址等參數(shù)需要借助DHCP服務(wù)器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。了解DHCP的工作原理；能部署需要的DHCP服務(wù)器；知識(shí)準(zhǔn)備一.DHCP簡(jiǎn)介DHCP是動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol）的簡(jiǎn)稱。其作用就是對(duì)IP地址進(jìn)行集中管理和配置。通過(guò)它可以為局域網(wǎng)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)自動(dòng)分配IP地址，并完成每臺(tái)計(jì)算機(jī)的TCP/IP協(xié)議配置，包括IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)，以及DNS服務(wù)器等。1、DHCP服務(wù)的分配方式AutomaticAllocation（自動(dòng)分配）DynamicAllocation（動(dòng)態(tài)分配）動(dòng)態(tài)分配顯然比自動(dòng)分配更加靈活，尤其是當(dāng)實(shí)際IP地址不足的時(shí)候。二、DHCP服務(wù)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)管理員只需要在DHCP服務(wù)器上驗(yàn)證IP地址和配置參數(shù)；DHCP不會(huì)為兩臺(tái)主機(jī)分配同一個(gè)IP地址；DHCP服務(wù)可以約束特定的計(jì)算機(jī)使用固定的IP地址；當(dāng)客戶端在不同子網(wǎng)移動(dòng)時(shí)不需要重新配置IP地址。缺點(diǎn)：不能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上非DHCP客戶端已經(jīng)在使用的IP地址；當(dāng)局域網(wǎng)中存在多個(gè)DHCP服務(wù)器時(shí)，一個(gè)DHCP服務(wù)器不能查詢被其他服務(wù)器租出去的IP地址；DHCP服務(wù)器不能跨路由器與客戶端通信，除非路由器允許BOOTP轉(zhuǎn)發(fā)。三、DHCP的工作原理1． 探測(cè)階段（DHCPDISCOVER）當(dāng)發(fā)現(xiàn)以下任意一種情況時(shí)，DHCP客戶端就啟動(dòng)DHCP請(qǐng)求，進(jìn)入DHCP探測(cè)階段。 當(dāng)客戶端第一次進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，也就是它第一次向DHCP服務(wù)器請(qǐng)求TCP/IP配置時(shí)。 該DHCP客戶端所租用的IP地址被其他客戶端占用，而該客戶端重新申請(qǐng)新的IP租約時(shí)。 DHCP客戶端自己釋放掉原先所租用的IP地址，并且要求租用一個(gè)新的IP地址時(shí)。 客戶端從固定IP地址方式轉(zhuǎn)向使用DHCP方式時(shí)。2.提供階段（DHCPOFFER）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)DHCP服務(wù)器在收到DHCP客戶端的DHCPDISCOVER信息后，對(duì)自身進(jìn)行檢查，如果該DHCP服務(wù)器能夠提供空閑的IP地址，就從該DHCP服務(wù)器的IP地址池中隨機(jī)選取一個(gè)沒(méi)有出租的IP地址，然后利用廣播的方式提供給DHCP客戶端。3． 請(qǐng)求階段（DHCPREQUEST）客戶端從接收到的第一個(gè)應(yīng)答信息中選定IP地址的信息，并廣播一條租用IP地址的消息請(qǐng)求?？蛻舳嗽谶@里采用廣播的方式發(fā)送請(qǐng)求信息，一方面通知網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器，它已經(jīng)選好了來(lái)自某DHCP服務(wù)器提供的IP地址，其他DHCP服務(wù)器可以收回自己的IP地址了；另一方面是在網(wǎng)絡(luò)上詢問(wèn)其他主機(jī)是否有相同的IP地址，以防止重復(fù)。如果有多臺(tái)DHCP服務(wù)器向DHCP客戶端發(fā)送DHCPOFFER信息，則DHCP客戶端只接收第一個(gè)收到的DHCPOFFER信息。4． 確認(rèn)階段（DHCPACK）一旦被選擇的DHCP服務(wù)器接收到DHCP客戶端的DHCP請(qǐng)求后，就將已保留的這個(gè)IP地址標(biāo)記為已經(jīng)租用，然后向DHCP客戶端廣播一個(gè)包含其所提供的IP地址和其他設(shè)置的DHCPACK信息，告訴DHCP客戶端可以使用該IP地址，然后DHCP客戶端便將其TCP/IP與網(wǎng)卡綁定，這也就結(jié)束了一個(gè)完整的DHCP工作過(guò)程。5． 重新登錄以后DHCP客戶端重新登錄網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不需要發(fā)送DHCPDISCOVER信息，而是直接使用已經(jīng)租到的IP地址向之前的DHCP服務(wù)器發(fā)出DHCPREQUEST信息。當(dāng)DHCP服務(wù)器收到這一信息后，它會(huì)嘗試讓DHCP客戶端繼續(xù)使用原來(lái)的IP地址，并回答一個(gè)DHCPACK確認(rèn)信息6． 自動(dòng)更新租約DHCP客戶對(duì)所申請(qǐng)到的IP地址等配置參數(shù)是有一定的使用時(shí)間限制的，每經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間它就要重新刷新直到重新申請(qǐng)。默認(rèn)是8天。在更新租約時(shí)，DHCP客戶端是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式發(fā)送DHCPREQUEST信息包，不再進(jìn)行廣播。五、項(xiàng)目實(shí)施配置一臺(tái)以Linux為操作系統(tǒng)的DHCP作為服務(wù)器，服務(wù)器IP地址是88，子網(wǎng)掩碼是，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)是。客戶端分別是Linux和Windows系統(tǒng)。(1)要求DHCP服務(wù)器給客戶端分配的IP地址在0～00之間，并且使用DNS服務(wù)器的地址是53。(2)要求有一臺(tái)DHCP客戶端（win）采用網(wǎng)卡綁定，其網(wǎng)卡的物理地址為30:9c:23:ca:04:88，給它分配固定IP地址5。(3)要求網(wǎng)絡(luò)所屬的DNS域的域名為（不是DNS服務(wù)器的名稱，指的是服務(wù)器控制網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)是否加入的計(jì)算機(jī)組合，而該組合的名稱為）。請(qǐng)觀看操作視頻。項(xiàng)目小結(jié)通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握DHCP的基本概念，DHCP的工作原理、DHCP服務(wù)器的安裝和配置以及其客戶端的配置，重點(diǎn)講解了DHCP服務(wù)器的主配置文件內(nèi)容，某些主機(jī)與IP地址綁定的方法。拓展了多作用域DHCP的配置以及多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中DHCP中繼代理的實(shí)現(xiàn)。DHCP服務(wù)可以為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)地分配IP地址，通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，在Linux下按要求部署DHCP服務(wù)，為局域網(wǎng)中的主機(jī)分配IP地址，利用DHCP服務(wù)解決實(shí)際中IP地址不足的問(wèn)題，同時(shí)又能利用它管理網(wǎng)絡(luò)中的IP地址。練習(xí)題1.DHCP服務(wù)器用于向客戶端分配固定IP地址的關(guān)鍵字（）。AhardwareBMACCMAC-addressDfixed-address在客戶端怎樣通過(guò)DHCP方式獲取IP（）。A在客戶端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置里，將IP獲取方式選為自動(dòng)獲取，并重新啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)B只要將客戶端的網(wǎng)絡(luò)重新