DHCP与TCP的简单解析

目录

一、DHCP

1.1 DHCP概述

1.2 DHCP的优势

1.3 DHCP的模式与分配方式*****

1.3.1 DHCP的模式：C/S模式（客户机与服务器模式）

1.3.2 DHCP的分配方式

1.4 DHCP的租约过程及原理

1.4.1 DHCP的工作原理*****

1.4.2 更新租约原理*****

1.5 安装DHCP服务及相关配置流程（熟练）

1.5.1 DHCP局部配置并且测试

1.5.2 客户机预留指定的固定ip地址

二、FTP

2.1 概述

2.1.1 什么是ftp

2.2.2 FTP端口的作用

2.2.3 FTP的运作方式

2.2 FTP作用与工作原理

2.2.1 FTP的作用和模式以及通信方式

2.2.2 FTP工作原理与流程

2.2.3 主动模式的工作原理：

2.2.4 被动模式的工作原理：

2.3 补充扩展：

2.4 搭建和配置FTP服务

2.4.1 匿名用户服务端与客户端登陆模式

2.4.2 用户登录禁锢和黑白名单

2.4.2.1 禁锢

2.4.2.2 黑白名单

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一、DHCP

1.1 DHCP概述

• DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)
• 由Internet工作任务小组设计开发
• 专门用于为TCP/IP网络中的计算机自动分配TCP/IP参数的协议

1.2 DHCP的优势

• 使用DHCP的好处
• 减少管理员的工作量
• 避免输入错误的可能
• 避免IP地址冲突
• 当更改IP地址段时，不需要重新配置每个用户的IP地址
• 提高了IP地址的利用率
• 方便客户端的配置

小题一道：为什么使用DHCP？

DHCP 服务避免了因手动设置 IP 地址所产生的错误，同时也避免了把一个 IP 地址分配给多台工作站所造成的地址冲突。DHCP 提供了安全、可靠且简单的 TCP/IP 网络设置，降低了配置 IP 地址的负担
 

1.3 DHCP的模式与分配方式*****

1.3.1 DHCP的模式：C/S模式（客户机与服务器模式）

简介：

服务端：在网络中架设一台专用的DHCP服务器，负责集中分配 各种网络地址参数（主要包括 IP 地址、子网掩码、广播地址、默认网关地址、DNS 服务器地址）

客户端：其他主机作为 DHCP 客户机，将网卡配置为自动获取地址，即可与 DHCP 服务器进行通信，完成自动配置过程

DHCP 是 C/S 模式，DHCP 服务端和客户端需要保持通信，DHCP 基于 UDP 协议，双方都有可能会主动向对方发起通信，因此双方都需要监听端口

Server 端：DHCP Server（运行 dhcp 服务）

UDP 服务：监听端口 67（bootps）

Client 端：DHCP Client（运行 dhcp 程序）

UDP 服务：监听端口 68 （bootpc）

1.3.2 DHCP的分配方式

• 自动分配：分配到一个IP地址后永久使用
• 手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址
• 动态分配：使用完后释放该IP，供其它客户机使用

1.4 DHCP的租约过程及原理

1.4.1 DHCP的工作原理*****

过程简介：客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程称为DHCP的租约过程

补：广播进行，先到先得 一个网络中只能有一个DHCP

详细过程（原理）：

• 客户机请求 IP 地址：当一个 DHCP 客户机启动时，客户机还没有 IP 地址，所以客户机要通过 DHCP 获取一个合法的地址。此时DHCP客户机以广播方式发送 DHCP Discover 发现信息来寻找 DHCP 服务器
• 服务器响应：当DHCP服务器接收到来自客户机请求 IP 地址的信息时，它就在自己的 IP 地址池中查找是否有合法的 IP 地址提供给客户机。如果有，DHCP 服务器就将此 IP 地址做上标记， 加入到 DHCP Offer 的消息中，然后 DHCP 服务器就广播一则 DHCP Offer 消息  
• 客户机选择 IP 地址：DHCP客户机从接收到的第一个DHCP Offer消息中提取IP地址，发出IP地址的DHCP 服务器将该地址保留，这样该地址就不能再分配给另一个 DHCP 客户机。之后 DHCP 客户 机会向服务器发送 DHCP Request 消息
• 服务器确定租约：DHCP 服务器接收到 DHCP Request 消息后，以 DHCP ACK 消息的形式向客户机广播成功确认，该消息包含有 IP 地址的有效租约和其他可配置的信息。当客户机收到 DHCP ACK 消息时，它就配置了 IP 地址，完成 TCP/IP 的初始化

简单理解：

1、求职者广泛投放简历（广播）找工作（广播discover）

2、多个HR接受（discover），加入面试名单（给IP地址做标记）让多个求职者（广播）去面试地点（发送带有合法IP的offer）

3、接受信息（接受offer），获得面试地址（从offer中提取IP地址）。求职者优先选择第一个收到的消息，然后排序。按照接受顺序进行面试，告知HR（广播discover） 

4、HR接受消息（discover），按接收时间顺序，进行确认，并按时间顺序将消息(包含续约时长等信息）发给各个求职者（广播发送ACK消息，向客户机确认)。当求职者接受消息，签字，完成求职（收到ACK消息，配置IP地址，完成TCP/IP的初始化）

注意：关于重新登录的情况

DHCP 客户机每次重新登录网络时，不需要再发送 DHCP Discover 信息，而是直接发送包含前一次所分配的 IP 地址的 DHCP Request 请求信息。 

1.4.2 更新租约原理*****

租期达到50%（T1）：

DHCP客户端会自动以单播的方式向DHCP服务器发送DHCP REQUEST报文，请求更新IP地址租期。如果收到DHCP服务器回应的DHCP ACK报文，则租期更新成功（即租期从0开始计算）；如果收到DHCP NAK报文，则重新发送DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址

当租期达到87.5%（T2）：

如果仍未收到DHCP服务器的应答，DHCP客户端会自动以广播的方式向DHCP服务器发送DHCP REQUEST报文，请求更新IP地址租期。如果收到DHCP服务器回应的DHCP ACK报文，则租期更新成功（即租期从0开始计算）；如果收到DHCP NAK报文，则重新发送DHCP DISCOVER报文请求新的IP地址。

简单理解：

续期达到50%

任职者会主动与HR发消息，进行续约（以单播的方式，发送request报文给DHCP服务器，请求更新IP地址租期），HR恢复确认，则续约成功（服务器回应ACK报文，则租期更新成功），如果HR不同意，则广泛投放简历，寻找新的面试地点（收到NAK，则客户端广播发送DISCOVER报文，请求新的IP地址）

当租期达到87.5%

如果HR未进行回复，任职者会继续发消息（发送DHCP REQUEST报文）给多个HR（服务端）（广播），请求进行续约（请求更新IP地址租期）。如果收到确认消息，则续约成功（如果收到DHCP服务器回应的DHCP ACK报文，则租期更新成功）。如果收到拒绝消息，则广泛投放简历，寻找新的面试地点（收到NAK，则客户端广播发送DISCOVER报文，请求新的IP地址）
 

小题一道：为什么会获得169.254.0.0/16网段的地址？

一开始,DHCP客户机初始化TCP/IP，通过UDP端口67向网络中发送一个DHCPDISCOVER广播包，请求租用IP地址。任何接收到DHCPDISCOVER广播包并且能够提供IP地址的DHCP服务器，都会通过UDP端口68给客户机回应一个DHCPOFFER广播包，提供一个IP地址。但是,DHCP客户机在发出IP租用请求的DHCPDISCOVER广播包后，将花费1秒钟的时间等待DHCP服务器的回应，如果1秒钟没有服务器的回应，它会将这一广播包重新广播四次（以2，4，8和16秒为间隔，加上1~1000毫秒之间随机长度的时间）。四次之后，如果仍未能收到服务器的回应，则运行Windows的DHCP客户机将从169.254.0.0/16这个自动保留的私有IP地址（APIPA）中选用一个IP地址，而运行其他操作系统的DHCP客户机将无法获得IP地址

1.5 安装DHCP服务及相关配置流程（熟练）

1.5.1 DHCP局部配置并且测试

查看配置文件有哪些

服务刚安装好，配置文件是没有任何东西的，需要把模板拷贝过来

修改配置文件

简单理解：

subnet 192.17.20.0 netmask 255.255.255.0 {   //声明网段地址 
#default-lease-time 6000;   //默认租约为6000秒，当和全局设置重复时，subnet里的配置生效
range 192.17.20.110 192.17.20.120;     //设置地址池 
#option broadcast-address 192.17.20.255;   //定义广播地址
option routers 192.17.20.100;     //指定默认网关地址
option domain-name-servers 8.8.8.8;  //定义DNS服务器
}

检验与验证

1.5.2 客户机预留指定的固定ip地址

记上述步骤

先更改配置文件

进入win10 刷新进行验证

查看

less /var/lib/dhcpd/dhcpd.leases

查看到DHCP 请求过程

二、FTP

2.1 概述

2.1.1 什么是ftp

FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是典型的C/S架构的应用层协议，需要由服务端软件、客户端软件两个部分共同实现文件传输功能。FTP客户端和服务器之间的连接是可靠的，面向连接的，为数据的传输提供了可靠的保证

2.2.2 FTP端口的作用

TCP协议：20,21端口
21端口: 用于传输指令
20端口：用于传输数据

2.2.3 FTP的运作方式

FTP是一种文件传输协议，它支持两种模式,一种方式叫做Standard (也就是 Active,主动方式),一种是 Passive (也就是PASV,被动方式)。

Standard模式 FTP的客户端发送 PORT 命令到FTP server。

Passive模式FTP的客户端发送 PASV命令到 FTP Server

Standard模式（主动模式）

FTP 客户端首先和FTP Server的TCP 21端口建立连接，通过这个通道发送命令，客户端需要接收数据的时候在这个通道上发送PORT命令。 PORT命令包含了客户端用什么端口接收数据。在传送数据的时候，服务器端通过自己的TCP 20端口发送数据。 FTP server必须和客户端建立一个新的连接用来传送数据。

Passive模式（被动模式）

在建立控制通道的时候和Standard模式类似，当客户端通过这个通道发送PASV 命令的时候，FTP server打开一个位于1024和5000之间的随机端口并且通知客户端在这个端口上传送数据的请求，然后FTP server 将通过这个端口进行数据的传送，这个时候FTP server不再需要建立一个新的和客户端之间的连接。

2.2 FTP作用与工作原理

2.2.1 FTP的作用和模式以及通信方式

作用：Internet 上用来传送文件的协议。
VSFTP全称 （very secure FTP）  
VSFTP模式： C/S模式（客户端与服务端）
FTP服务器默认使用TCP协议的20、21端口与客户端进行通信
20端口用于建立数据连接，并传输文件数据
21端口用于建立控制连接，并传输FTP控制命令

2.2.2 FTP工作原理与流程

FTP数据连接分为两种模式：

主动模式和被动模式
FTP  会话包含了两个通道，控制通道(21)和数据传输通道(20)。

FTP 的工作有两种模式，一种是主动模式，一种是被动模式。

以 FTP Server 为参照，

主动模式，服务器主动连接客户端传输

被动模式，等待客户的连接。

2.2.3 主动模式的工作原理：

FTP 客户端连接到 FTP 服务器的 21 号端口，发送用户名和密码，客户端随机开放一个端口（1024 以上），发送PORT 命令到FTP 服务器，告知服务器客户端采用主动模式并开放端口，FTP 服务器收到PORT主动模式命令和端口后，通过服务器的 20 号端口和客户端开放的端口连接，发送数据，原理画图所示，（无论是主动还是被动模式，首先的控制通道都是先建立起来，只是在数据传输模式上的区别）

2.2.4 被动模式的工作原理：

PASV 是 Passive 的缩写，中文成为被动模式，工作原理：FTP 客户端连接到 FTP 服务器所监听的21 号端口，发送用户名和密码，发送 PASV 命令到 FTP 服务器，服务器在本地随机开放一个端口（1024 以上），然后把开放的端口告知客户端，而后客户端再连接到服务器开放的端口进行数据传输，原理画图所示。
 
 
注：以上的说明主动和被动，是相对于的 FTP server 端而判断，如果 server 去连接client开放的端口,说明是主动的，相反，如果 client去连接server开放的端口，则是被动。

总结：

主动模式:服务器主动发起数据连接
被动模式:服务器被动等待数据连接

2.3 补充扩展：

FTP服务器默认使用TCP协议的20、21端口与客户端进行通信
windows: Serv-U、FTP server、filezilla server
linux：ProFTPD             重点：Very Secure FTP（vsftp）工作环境中都用这个FTP服务 
TFTP  69  简单FTP
ssh SFTP 文件传输

2.4 搭建和配置FTP服务

2.4.1 匿名用户服务端与客户端登陆模式

vim /etc/vsftpd/vsftpd.conf
anonymous_enable=YES    #开启匿名用户访问。默认已开启
write_enable=YES    #开放服务器的写权限(若要上传，必须开启)。默认已开启
anon_umask=022    #设置匿名用户所上传数据的权限掩码(反掩码)。
anon_upload_enable=YES    #允许匿名用户.上传文件。默认已注释，需取消注释
anon_mkdir_write_enable=YES   #允许匿名用户创建(上传)目录。默认已注释，需取消注释
anon_other_write_enable=YES    #允许删除、重命名、覆盖等操作。需添加
chmod 777 /var/ftp/pub/ #为匿名访问ftp的根目录下的pub子目录设置最大权限，以便匿名用户.上传数据

（都需知道什么意思）

简单总结：

匿名访问测试
在Windows系统打开开始菜单，输入cmd 命令打开命令提示符
#建立ftp连接
ftp 192.17.20.66
#匿名访问，用户名为ftp，密码为空，直接回车即可完成登录
ftp> pwd          #匿名访问ftp的根目录为Linux系统的/var/ftp/目录
ftp> ls           #查看当前目录
ftp> cd pub       #切换到pub目录
ftp> get文件名    #下载文件到当前Windows本地目录
ftp> put 文件名   #上传文件到ftp目录
ftp> quit         #退出

2.4.2 用户登录禁锢和黑白名单

2.4.2.1 禁锢

设置本地用户验证访问ftp，并禁止切换到ftp以外的目录(默认登录的根目录为本地用户的家目录)

总结:

vim /etc/vsftpd/vsftpd. conf
local_enable=Yes              #启用本地用户
anonymous_enable=NO          #关闭匿名用户访问
write_enable=YES              #开放服务器的写权限(若要上传，必须开启) 
local_umask=077               #可设置仅宿主用户拥有被上传的文件的权限(反掩码)
chroot_local_user=YES         #将访问禁锢在用户的宿主目录中
allow_writeable_chroot=YES    #允许被限制的用户主目录具有写权限

#anon_mkdir_write_enable=YES  注释    
#anon_other_write_enable=YES  注释

2.4.2.2 黑白名单

总结:

使用user_list用户列表文件
vim /etc/vsftpd/user_list
//末尾添加zhangsan用户
zhangsan

vim /etc/vsftpd/vsftpd.conf
userlist_enable=YES    #启用user_list用户列表文件
userlist_deny=NO       #设置白名单，仅允许user_list用户列表文件的用户访问。默认为YES，为黑名单，禁用