【网络协议】聊聊DHCP和PXE 工作原理

DHCP 动态主机配置协议

对于每个主机来说，只要连接了网络，那么就会配置一个IP地址，那么这个IP地址，如果是手动配置的话，对于公司内部的人员来说都要找IT进行配置，这个太浪费人力物力了，所以解决手动配置IP地址的方式就是DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol);

网络管理员只需要配置一段共享的IP地址，新接入的机器通过DHCP就可以从共享的IP地址申请，自动配置好。

DHCP工作原理

1.DHCP Discover 当一个新电脑加入网络的时候，此时这台电脑只有MAC地址，还没有分配IP地址。所以只能在局域网内靠吼一声。 称为DHCP Discover.
使用ip地址0.0.0.0 发送一个广播包，目的ip地址是255.255.255.255。广播包封装了UDP，UDP封装BOOTP，其实就是DHCP的增强版。

2.DHCP Offer 因为MAC地址是唯一的，如果配置的有DHCP服务的话，那么就会为这个新加入的MAC地址的机器分配一个IP地址，并保留其使用。但是在发送的时候，只能使用广播地址，因为还没有为其新机器添加IP。说这是你的MAC，给你分配了xxx地址。如果有多个DHCP server，会按照最先收到的IP为准。

3.确认ip 当接收到DHCP 返回的IP时，需要告诉DHCP自己使用这个IP地址。

4.DHCP 再次确认 当DHCP server接收到客户机的IP确认使用，会返回一个ACK消息包，并且IP地址的合法租用信息和其他的配置信息加入该广播包中。

IP的回收与续租

Ip是使用期限的，在达到%50的时候，客户机会发送分配给自己的DHCP的server，发送一个消息包，在收到服务器返回的ack消息包，更新本地的租期和其他参数。

预启动执行环境 PXE

PXE工作原理

操作系统启动过程：
首先启动BIOS，这是一个特别小的系统，可以读取硬盘扇区，启动GRUB；
然后将权力交GRUB，GRUB加载内核；
然后将权力交给内核，内核启动，初始化操作系统。

当计算机启动时，首先启动BIOS，BIOS将PXE客户端载入内存，PXE客户端启动，发起DHCP请求，DHCP Server赋予其ip地址，并告知PXE服务端ip。
计算机请求PXE服务端，因为涉及文件下载，PXE服务端上带有一个TFTP服务器。计算机请求到TFTP服务器，并获取操作系统文件。
PXE执行该文件，安装操作系统。

小结

DHCP是动态网络分配协议，其实就是自动给客户机分配IP地址，整个过程就是四部分：发现、提供、请求、确认。IP地址有租期，所以需要进行定期的续租等操作。而PXE其实就是在还没有操作系统的时候，利用BIOS 做一些初始化的事情，比如安装操作系统等。