4, DHCP与PXE：IP是怎么来的，又是怎么没的

如何配置IP地址

• 使用net-tools

  ifconfig eth1 10.0.0.0/24
  ifconfig eth1 up
  

• 使用iproute2

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

• 更改配置文件(多数情况)
  • 文件内容：CIDR、子网掩码、广播地址和网关地址。

问题： 配置地址时，当你把 ip 地址改为与局域网内的机器不同网段，会发现ping 不通与你处于同一局域网的机器，为什么?
假设你将IP地址更改为15.157.*.*,你要发送的及其IP地址为192.168.1.6,那么你会尝试获取网关的MAC地址，而根据你的IP地址，你的网关地址为15.157.*.*?,所以获取不到网关的MAC地址，发送失败。

graph LR
A{请求的ip是否处于同一网段}-->|是|B(发送ARP请求获取MAC地址)
A-->|否|C(查看是否配置网关)
C-->|是|D(尝试获取网关的MAC地址)
C-->|否|E(发送失败)

动态主机配置协议(DHCP)

网络管理员需要配置一段共享的IP地址，接入的机器都通过DHCP从共享的IP地址里申请，就可以自动配置(用完即还？所以叫动态？)

DHCP工作方式

1. "一声吼-DHCP Discover"：新机器加入一个网络时，先使用 IP地址 0.0.0.0 发送一个广播包，目的地址为 255.255.255.255。
   • 广播包封装在UDP里面，UDP封装在BOOTP里面
   • DHCP是BOOTP的增强版
   • 广播包里， BOOT request(我是新来的) ，请求IP(没有IP),MAC地址(发过来)
     
2. "我给你-DHCP Server -> DHCP Offer"
   • DHCP Server： 需要配置的服务内容?
   • DHCP Offer ： 给新机器分配一个ip的过程(并保证此ip不在分配给其他机器)
     • BooT reply(给你发过去),MAC地址(你的地址)，IP(给你分配的IP),(其他：子网掩码，网关，IP地址租用期)
       
     • 如果有多个DHCP Server，新机器会收到多个IP地址。新机器会选择其中一个DHCP Offer(一般是最先到达)，并且向网络发送一个DHCP Request 广播数据包，告诉所有DHCP Server 将接受那一台服务器提供的IP地址，请求其他DHCP服务器撤销提供的IP地址。(MAC地址(是我)，提供IP的DHCP服务器地址(要他给的)，接受的IP(这个IP))
       
3. "约定达成"
   • 约定达成前：客户端使用 0.0.0.0 为源地址，255.255.255.255为目标地址进行广播
   • 直到，BOOTP里接收某个DHCP Server 分配的IP，发送DHCP request 广而告之(我选他了)
   • DHCP Server 接收到 DHCP request 后，会广播返回给客户机一个 DHCP ACK 消息包(表明接受客户机的选择)，并将IP地址的合法租用信息和其他配置信息也一起发送.
     

   角色：DHCP Server，客户端
   Boot Request  , Boot Reply
   类比：租房子，
       1，发布通告我要租房子
       2，房东都来联系你，给你地址
       3，你选择一个地址后，发通告给所有房东说你选好了
       4，被你选的房东看到了，给你发更详细的合同
   

IP地址的收回和续约

• 续约需要提前(打招呼)，不能到了时间再续租
• 一般是在租期过去50%时候，客户机会向提供IP地址的DHCP Server 发送 SHCP request消息包
• 客户起会收到服务器回应的 DHCP ACK 消息包，以此更新自己的配置(新的租期，更新的TCP/IP参数)

预启动执行环境(PXE)

系统启动过程：

graph LR
A[启动BIOS]-->|读取硬盘的MBR启动扇区|B[启动GRUB]
B-->C[加载内核-根文件系统的文件]
C-->D[内核启动,初始化系统]

预启动执行环境(Pre-boot Execution Envionment)

• PXE 协议分为客户端和服务器端(客户端没有操作系统，只能先把客户端放在BIOS里)
• BIOS 把PXE客户端调入内存里，PXE客户端发送DHCP请求，让DHCP server分配IP地址和PXE服务器地址
• DHCP Server 配置:可以增加PXE服务器地址(安装操作系统)
• DHCP配置样例：
  
  1. IP地址段，子网掩码，网关地址，租期；
     
  2. 指向 PXE服务器的地址(next server)，初始启动文件 filename(会下载这个文件)

   ddns-update-style interim;
   ignore client-updates;
   allow booting;
   allow bootp;
   subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0
   {
   option routers 192.168.1.1;
   option subnet-mask 255.255.255.0;
   option time-offset -18000;
   default-lease-time 21600;
   max-lease-time 43200;
   range dynamic-bootp 192.168.1.240 192.168.1.250;
   filename "pxelinux.0";
   next-server 192.168.1.180;
   }
  

PXE工作过程

1. 启动 PXE客户端(通过DHCP协议从DHCP Server获得：IP地址，PXE地址，启动文件)
2. 下载启动文件(使用TFTP协议，所以PXE服务器上还有TFTP服务器，用来响应PXE客户端的下载请求)
3. PXE客户端接收并执行文件；下载的文件会指示PXE客户端向TFTP服务器请求计算机的配置文件pxelinux.cfg(里面有内核、initramfs 等信息)，；读取配置文件请求安装所需文件。

问题：

1. PXE协议可以用来安装操作系统，但如果每次重启都安装操作刺痛。怎么让第一次安装操作系统，后面正常启动？
2. 组网？