【网络协议】笔记四 | DHCP与PXE：IP是怎么来的，又是怎么没的？

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知识点

• 配置IP地址
• 房产中介DHCP
• 装修队PXE

如果需要和其他机器通讯，我们就需要一个通讯地址，我们需要给网卡配置这么一个地址。

如何配置 IP 地址？

使用 net-tools：

$ sudo ifconfig eth1 10.0.0.1/24 
$ sudo ifconfig eth1 up

使用 iproute2：

$ sudo ip addr add 10.0.0.1/24 dev eth1 
$ sudo ip link set up eth1

之前说过，有了目标ip地址，还需要目标MAC地址，而最终的目标MAC地址需要经过一个个网关才可以寻得，而当前需要寻得的是当前局域网中的网关的MAC地址。
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。
Linux会判断这个目标ip地址和自己的其中一个网卡是否同一个网段，才会发送ARP请求，获取网关的MAC地址，然后将包发出去。
如果没有配置网关，包就发包出去。
所以配置ip地址之前需要知道系统中网卡的网段，或者向管理员申请分配一段正确的ip地址。
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。

动态主机配置协议（DHCP）

除了手动配置，还有一种是自动分配配置。
自动配置的协议，也就是称动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol），简称DHCP。
网络管理员只需要备注一段共享ip地址，每一台新接入的机器都通过DHCP吸引，来这个共享的IP地址里申请，然后自动配置好就可以了，下线自动归还。
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。
通信都是广播包的形式：

1. 租客叫一声：我是XXX（MAC地址）要租房（IP地址）
   
2. 许多房产中介立马带着资料（提供的IP地址）赶过来回应
   
3. 租客选择一位回复最快最热情的房产中介，并告诉其他房产中介自己已经选择了那位房产中介，多谢其他房产中介并让他们拿回各自的资料给下一位租客
   
4. 房产中介拿签订合同过来给租客确认进住
   
5. 租客在租期过去一本的时候，需要告诉房产中介自己是否续期，然后房产中介回复更新确认租房信息，租客根据回复安排之后的一切。

网络管理员不仅能自动分配 IP 地址，还能帮你自动安装操作系.系统

预启动执行环境（PXE）

例如数据中心要给几百台机器自动安装操作系统就需要PXE了。

PXE是什么？

    PXE(preboot execute environment，预启动执行环境)是由Intel公司开发的最新技术，工作于Client/Server的网络模式，支持工作站通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持通过网络启动操作系统，在启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP（trivial file transfer protocol）或MTFTP(multicast trivial file transfer protocol)协议下载一个启动软件包到本机内存中执行，由这个启动软件包完成终端（客户端）基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。PXE可以引导多种操作系统，如：Windows95/98/2000/windows2003/windows2008/winXP/win7/win8,linux系列系统等。

PXE表现形式：

PXE最直接的表现是，在网络环境下工作站可以省去硬盘，但又不是通常所说的无盘站的概念，因为使用该技术的PC在网络方式下的运行速度要比有盘PC快3倍以上。当然使用PXE的PC也不是传统意义上的TERMINAL终端，因为使用了PXE的PC并不消耗服务器的CPU，RAM等资源，故服务器的硬件要求极低。

PXE启动原理

PXE 协议分为客户端和服务器端，由于还没有操作系统，只能先把客户端放在 BIOS 里面。当计算机引导时，BIOS把 PXE Client 调入内存中执行，然后由 PXE Client 将放置在远端的文件通过网络下载到本地运行
解析 PXE 的工作过程

这里有些像装修队：新房啥也没有装修，然后找装修公司（DHCP Server）安排一只装修队（TFTP Server）学习，想弄啥就跟装修队说。

知识复盘

在跨网段调用中，是如何获取目标IP的mac地址的？

从源IP网关获取所在网关mac, 然后又替换为目标IP所在网段网关的mac, 最后是目标IP的mac地址

手动配置麻烦，怎么办？

DHCP！Dynamic Host Configuration Protocol！
DHCP, 让你自动配置IP，如同租客与房产中介商谈、签约、续租，广播还不能“抢单”。

如果新来的，房子是空的(没有操作系统)，怎么办？

PXE， Pre-boot Execution Environment.
“装修队”PXE，帮你安装操作系统。

小结

• DHCP 协议主要是用来给客户租用 IP 地址，和房产中介很像，要商谈、签约、续租，广播还不能“抢单”
• DHCP 协议能给客户推荐“装修队”PXE，能够安装操作系统