Linux学习笔记RHEL 7（十一）--使用DHCP动态管理主机地址和使用iSCSI服务部署网络存储
既然确定在今后的生产环境中肯定离不开DHCP了，那么也就有必要好好地熟悉一下DHCP涉及的常见术语了。
作用域：一个完整的IP地址段，DHCP协议根据作用域来管理网络的分布、分配IP地址及其他配置参数。
超级作用域：用于管理处于同一个物理网络中的多个逻辑子网段。超级作用域中包含了可以统一管理的作用域列表。
排除范围：把作用域中的某些IP地址排除，确保这些IP地址不会分配给DHCP客户端。
地址池：在定义了DHCP的作用域并应用了排除范围后，剩余的用来动态分配给DHCP客户端的IP地址范围。
租约：DHCP客户端能够使用动态分配的IP地址的时间。
预约：保证网络中的特定设备总是获取到相同的IP地址。
一、 部署dhcpd服务程序
dhcpd是Linux系统中用于提供DHCP协议的服务程序。尽管DHCP协议的功能十分强大，但是dhcpd服务程序的配置步骤却十分简单，这也在很大程度上降低了在Linux中实现动态主机管理服务的门槛。在确认Yum软件仓库配置妥当之后，安装dhcpd服务程序：
[root@linuxprobe ~]# yum install dhcp
查看dhcpd服务程序的配置文件内容。
[root@linuxprobe ~]# cat /etc/dhcp/dhcpd.conf # DHCP Server Configuration file. # see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example # see dhcpd.conf(5) man page
是的，您没有看错！dhcp的服务程序的配置文件中只有3行注释语句，这意味着我们需要自行编写这个文件。
一个标准的配置文件应该包括全局配置参数、子网网段声明、地址配置选项以及地址配置参数。其中，全局配置参数用于定义dhcpd服务程序的整体运行参数：dhcpd服务程序配置文件中使用的常见参数以及作用
| 参数 | 作用 |
| ddns-update-style 类型 | 定义DNS服务动态更新的类型，类型包括： none（不支持动态更新）、interim（互动更新模式）与ad-hoc（特殊更新模式） |
| allow/ignore client-updates | 允许/忽略客户端更新DNS记录 |
| default-lease-time 21600 | 默认超时时间 |
| max-lease-time 43200 | 最大超时时间 |
| option domain-name-servers 8.8.8.8 | 定义DNS服务器地址 |
| option domain-name "domain.org" | 定义DNS域名 |
| range | 定义用于分配的IP地址池 |
| option subnet-mask | 定义客户端的子网掩码 |
| option routers | 定义客户端的网关地址 |
| broadcase-address 广播地址 | 定义客户端的广播地址 |
| ntp-server IP地址 | 定义客户端的网络时间服务器（NTP） |
| nis-servers IP地址 | 定义客户端的NIS域服务器的地址 |
| hardware 硬件类型 MAC地址 | 指定网卡接口的类型与MAC地址 |
| server-name 主机名 | 向DHCP客户端通知DHCP服务器的主机名 |
| fixed-address IP地址 | 将某个固定的IP地址分配给指定主机 |
| time-offset 偏移差 | 指定客户端与格林尼治时间的偏移差 |
二、自动管理IP地址
DHCP服务器会自动把IP地址、子网掩码、网关、DNS地址等网络信息分配给有需要的客户端，而且当客户端的租约时间到期后还可以自动回收所分配的IP地址，以便交给新加入的客户端。为了让实验更有挑战性，大家来模拟一个真实生产环境的需求：“机房运营部门：明天会有100名学员自带笔记本电脑来我司培训学习，请保证他们能够使用机房的本地DHCP服务器自动获取IP地址并正常上网”。
机房所用的网络地址及参数信息如表所示。
| 参数名称 | 值 |
| 默认租约时间 | 21600秒 |
| 最大租约时间 | 43200秒 |
| IP地址范围 | 192.168.21.50~192.168.21.150 |
| 子网掩码 | 255.255.255.0 |
| 网关地址 | 192.168.21.2 |
| DNS服务器地址 | 192.168.21.2 |
| 搜索域 | linuxprobe.com |
DHCP服务器以及客户端的配置信息
| 主机类型 | 操作系统 | IP地址 |
| DHCP服务器 | RHEL 7 | 192.168.10.1 |
| DHCP客户机 | RHEL 7 | DHCP自动获取地址 |
前文讲到，作用域一般是个完整的IP地址段，而地址池中的IP地址才是真正供客户端使用的，因此地址池应该小于或等于作用域的IP地址范围。另外，由于VMware Workstation虚拟机软件自带DHCP服务，为了避免与自己配置的dhcpd服务程序产生冲突，应该先按照图14-3和图14-4所示将虚拟机软件自带的DHCP功能关闭
可随意开启几台客户端，准备进行验证。但是一定要注意，DHCP客户端与服务器需要处于同一种网络模式—仅主机模式（Hostonly），否则就会产生物理隔离，从而无法获取IP地址。在确认DHCP服务器的IP地址等网络信息配置妥当后就可以配置dhcpd服务程序了。请注意，在配置dhcpd服务程序时，配置文件中的每行参数后面都需要以分号（;）结尾，这是规定。另外，dhcpd服务程序配置文件内的参数都十分重要。
[root@linuxprobe ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.21.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.21.50 192.168.21.150;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option routers 192.168.21.2;
option domain-name "linuxprobe.com";
option domain-name-servers 192.168.21.2;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
}
dhcpd服务程序配置文件中使用的参数以及作用
| 参数 | 作用 |
| ddns-update-style none; | 设置DNS服务不自动进行动态更新 |
| ignore client-updates; | 忽略客户端更新DNS记录 |
| subnet 192.168.21.0 netmask 255.255.255.0 { | 作用域为192.168.10.0/24网段 |
| range 192.168.21.50 192.168.21.150; | IP地址池为192.168.10.50-150（约100个IP地址） |
| option subnet-mask 255.255.255.0; | 定义客户端默认的子网掩码 |
| option routers 192.168.21.2; | 定义客户端的网关地址 |
| option domain-name "linuxprobe.com"; | 定义默认的搜索域 |
| option domain-name-servers 192.168.21.2; | 定义客户端的DNS地址 |
| default-lease-time 21600; | 定义默认租约时间（单位：秒） |
| max-lease-time 43200; | 定义最大预约时间（单位：秒） |
| } | 结束符 |
在红帽认证考试以及生产环境中，都需要把配置过的dhcpd服务加入到开机启动项中，以确保当服务器下次开机后dhcpd服务依然能自动启动，并顺利地为客户端分配IP地址等信息。所以真心建议大家能养成“配置好服务程序，顺手加入开机启动项”的好习惯：
[root@linuxprobe ~]# systemctl start dhcpd [root@linuxprobe ~]# systemctl enable dhcpd ln -s '/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service'把dhcpd服务程序配置妥当之后就可以开启客户端来检验IP分配效果了。重启客户端的网卡服务后即可看到自动分配到的IP地址
三、分配固定IP地址
在DHCP协议中有个术语是“预约”，它用来确保局域网中特定的设备总是获取到固定的IP地址。换句话说，就是dhcpd服务程序会把某个IP地址私藏下来，只将其用于相匹配的特定设备。要想把某个IP地址与某台主机进行绑定，就需要用到这台主机的MAC地址。MAC地址是网卡上面的一串独立的标识符，具备唯一性，因此不会存在冲突的情况，如图所示。
在Linux系统或Windows系统中，都可以通过查看网卡的状态来获知主机的MAC地址。在dhcpd服务程序的配置文件中，按照如下格式将IP地址与MAC地址进行绑定。
| host 主机名称 { | ||||
| hardware | ethernet | 该主机的MAC地址; | ||
| fixed-address | 欲指定的IP地址; | |||
| } |
[root@linuxprobe ~]# tail -f /var/log/messages Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Copyright 2004-2013 Internet Systems Consortium. Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: All rights reserved. Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/ Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Not searching LDAP since ldap-server, ldap-port and ldap-base-dn were not specified in the config file Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Wrote 0 leases to leases file. Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Listening on LPF/eno16777728/00:0c:29:c4:a4:09/192.168.10.0/24 Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Sending on LPF/eno16777728/00:0c:29:c4:a4:09/192.168.10.0/24 Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Sending on Socket/fallback/fallback-net Mar 30 05:33:26 localhost dhcpd: DHCPDISCOVER from 00:0c:29:27:c6:12 via eno16777728 Mar 30 05:33:27 localhost dhcpd: DHCPOFFER on 192.168.10.50 to 00:0c:29:27:c6:12 (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728 Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPDISCOVER from 00:0c:29:27:c6:12 (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728 Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPOFFER on 192.168.10.50 to 00:0c:29:27:c6:12 (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728 Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPREQUEST for 192.168.10.50 (192.168.10.10) from 00:0c:29:27:c6:12 (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728 Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPACK on 192.168.10.50 to 00:0c:29:27:c6:12 (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728
在Windows系统中看到的MAC地址，其格式类似于00-0c-29-27-c6-12，间隔符为减号（-）。但是在Linux系统中，MAC地址的间隔符则变成了冒号（:）。
cmd-ipconfig/all
[root@linuxprobe ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.21.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.21.50 192.168.21.150;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option routers 192.168.21.2;
option domain-name "linuxprobe.com";
option domain-name-servers 192.168.21.2;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
host linuxprobe {
hardware ethernet 00:0c:29:78:54:98;
fixed-address 192.168.21.130;
}
}
确认参数填写正确后就可以保存退出配置文件，然后就可以重启dhcpd服务程序了。
[root@linuxprobe ~]# systemctl restart dhcpd
需要说明的是，如果您刚刚为这台主机分配了IP地址，则它的IP地址租约时间还没有到期，因此不会立即换成新绑定的IP地址。要想立即查看绑定效果，则需要重启一下客户端的网络服务，如图所示。
本章节的复习作业
1．简述DHCP协议的主要用途。
答：为局域网内部的设备或网络供应商自动分配IP地址等参数。
2．DHCP协议能够为客户端分配什么网卡资源？
答：可为客户端分配IP地址、子网掩码、网关地址以及DNS地址等信息。
3．真正供用户使用的IP地址范围是作用域还是地址池？
答：地址池，因为作用域内还会包含要排除掉的IP地址。
4．简述DHCP协议中“租约”的作用。
答：租约分为默认租约时间和最大租约时间，用于在租约时间到期后自动回收主机的IP地址，以免造成IP地址的浪费。
5．把IP地址与主机的什么信息绑定，就可以保证该主机一直获取到固定的IP地址？
答：主机网卡的MAC地址。
一、 iSCSI技术介绍
IDE是一种成熟稳定、价格便宜的并行传输接口。
SATA是一种传输速度更快、数据校验更完整的串行传输接口。
SCSI是一种用于计算机和硬盘、光驱等设备之间系统级接口的通用标准，具有系统资源占用率低、转速高、传输速度快等优点。
二、创建RAID磁盘阵列
既然要使用iSCSI存储技术为远程用户提供共享存储资源，首先要保障用于存放资源的服务器的稳定性与可用性，否则一旦在使用过程中出现故障，则维护的难度相较于本地硬盘设备要更加复杂、困难。因此推荐各位读者按照本书第7章讲解的知识来部署RAID磁盘阵列组，确保数据的安全性。下面以配置RAID 5磁盘阵列组为例进行讲解。首先在虚拟机中添加4块新硬盘，用于创建RAID 5磁盘阵列和备份盘，如图所示：
启动虚拟机系统，使用mdadm命令创建RAID磁盘阵列。其中，-Cv参数为创建阵列并显示过程，/dev/md0为生成的阵列组名称，-n 3参数为创建RAID 5磁盘阵列所需的硬盘个数，-l 5参数为RAID磁盘阵列的级别，-x 1参数为磁盘阵列的备份盘个数。在命令后面要逐一写上使用的硬盘名称。另外，还可以使用之前讲解的通配符来指定硬盘设备的名称，有兴趣可以试一下。
[root@linuxprobe ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde mdadm: layout defaults to left-symmetric mdadm: layout defaults to left-symmetric mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: size set to 20954624K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md0 started.
在上述命令成功执行之后，得到一块名称为/dev/md0的新设备，这是一块RAID 5级别的磁盘阵列，并且还有一块备份盘为硬盘数据保驾护航。大家可使用mdadm -D命令来查看设备的详细信息。另外，由于在使用远程设备时极有可能出现设备识别顺序发生变化的情况，因此，如果直接在fstab挂载配置文件中写入/dev/sdb、/dev/sdc等设备名称的话，就有可能在下一次挂载了错误的存储设备。而UUID值是设备的唯一标识符，可以用于精确地区分本地或远程设备。于是我们可以把这个值记录下来，一会儿准备填写到挂载配置文件中。
[root@linuxprobe ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Thu Sep 24 21:59:57 2017
Raid Level : raid5
Array Size : 41909248 (39.97 GiB 42.92 GB)
Used Dev Size : 20954624 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 3
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Thu Sep 24 22:02:23 2017
State : clean
Active Devices : 3
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 1
Layout : left-symmetric
Chunk Size : 512K
Name : linuxprobe.com:0 (local to host linuxprobe.com)
UUID : 3370f643:c10efd6a:44e91f2a:20c71f3e
Events : 26
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
1 8 32 1 active sync /dev/sdc
4 8 48 2 active sync /dev/sdd
3 8 64 - spare /dev/sde
三、 配置iSCSI服务端
iSCSI技术在工作形式上分为服务端（target）与客户端（initiator）。iSCSI服务端即用于存放硬盘存储资源的服务器，它作为前面创建的RAID磁盘阵列的存储端，能够为用户提供可用的存储资源。iSCSI客户端则是用户使用的软件，用于访问远程服务端的存储资源。
第1步：配置好Yum软件仓库后安装iSCSI服务端程序以及配置命令工具。通过在yum命令的后面添加-y参数，在安装过程中就不需要再进行手动确认了：
[root@linuxprobe ~]# yum -y install targetd targetcli
安装完成后启动iSCSI的服务端程序targetd，然后把这个服务程序加入到开机启动项中，以便下次在服务器重启后依然能够为用户提供iSCSI共享存储资源服务：
[root@linuxprobe ~]# systemctl start targetd [root@linuxprobe ~]# systemctl enable targetd ln -s '/usr/lib/systemd/system/targetd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/targetd.service'
第2步：配置iSCSI服务端共享资源。targetcli是用于管理iSCSI服务端存储资源的专用配置命令，它能够提供类似于fdisk命令的交互式配置功能，将iSCSI共享资源的配置内容抽象成“目录”的形式，我们只需将各类配置信息填入到相应的“目录”中即可。这里的难点主要在于认识每个“参数目录”的作用。当把配置参数正确地填写到“目录”中后，iSCSI服务端也可以提供共享资源服务了。
在执行targetcli命令后就能看到交互式的配置界面了。在该界面中可以使用很多Linux命令，比如利用ls查看目录参数的结构，使用cd切换到不同的目录中。/backstores/block是iSCSI服务端配置共享设备的位置。我们需要把刚刚创建的RAID 5磁盘阵列md0文件加入到配置共享设备的“资源池”中，并将该文件重新命名为disk0，这样用户就不会知道是由服务器中的哪块硬盘来提供共享存储资源，而只会看到一个名为disk0的存储设备。
[root@linuxprobe ~]# targetcli Warning: Could not load preferences file /root/.targetcli/prefs.bin. targetcli shell version 2.1.fb34 Copyright 2011-2013 by Datera, Inc and others. For help on commands, type 'help'. /> ls o- / ..................................................................... [...] o- backstores .......................................................... [...] | o- block .............................................. [Storage Objects: 0] | o- fileio ............................................. [Storage Objects: 0] | o- pscsi .............................................. [Storage Objects: 0] | o- ramdisk ............................................ [Storage Objects: 0] o- iscsi ........................................................ [Targets: 0] o- loopback ..................................................... [Targets: 0 /> cd /backstores/block /backstores/block> create disk0 /dev/md0 Created block storage object disk0 using /dev/md0. /backstores/block> cd / /> ls o- / ..................................................................... [...] o- backstores .......................................................... [...] | o- block .............................................. [Storage Objects: 1] | | o- disk0 ..................... [/dev/md0 (40.0GiB) write-thru deactivated] | o- fileio ............................................. [Storage Objects: 0] | o- pscsi .............................................. [Storage Objects: 0] | o- ramdisk ............................................ [Storage Objects: 0] o- iscsi ........................................................ [Targets: 0] o- loopback ..................................................... [Targets: 0]
第3步：创建iSCSI target名称及配置共享资源。iSCSI target名称是由系统自动生成的，这是一串用于描述共享资源的唯一字符串。稍后用户在扫描iSCSI服务端时即可看到这个字符串，因此我们不需要记住它。系统在生成这个target名称后，还会在/iscsi参数目录中创建一个与其字符串同名的新“目录”用来存放共享资源。我们需要把前面加入到iSCSI共享资源池中的硬盘设备添加到这个新目录中，这样用户在登录iSCSI服务端后，即可默认使用这硬盘设备提供的共享存储资源了。
/> cd iscsi
/iscsi>
/iscsi> create
Created target iqn.2003-01.org.linux-iscsi.localhost.x8664:sn.7d14187e4ae0.
Created TPG 1.
/iscsi> cd iqn.2003-01.org.linux-iscsi.localhost.x8664:sn.7d14187e4ae0/
/iscsi/iqn.20....d497c356ad80> ls
o- iqn.2003-01.org.linux-iscsi.linuxprobe.x8664:sn.d497c356ad80 ...... [TPGs: 1]
o- tpg1 ............................................... [no-gen-acls, no-auth]
o- acls .......................................................... [ACLs: 0]
o- luns .......................................................... [LUNs: 0]
o- portals .................................................... [Portals: 0]
/iscsi/iqn.20....d497c356ad80> cd tpg1/luns
/iscsi/iqn.20...d80/tpg1/luns> create /backstores/block/disk0
Created LUN 0.
