Linux——DHCP原理与配置（实验）

DHCP原理与配置

一、了解DHCP服务

DHCP （Dynamic Host Confiduration Protocol，动态主机配置协议）是由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。DHCP服务自动分发ip地址分（作用在局域网中），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。

使用DHCP的好处：

• 减少管理员的工作量
• 避免IP地址冲突
• 当网络更改IP地址段时，不需要再重新配置每个用户的IP地址
• 提高了IP地址的利用率
• 方便客服端的配置

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，供其他客户机使用

IP地址的获取和释放命令（用于windows）

ipconfig/release 释放

ipconfig/renew 重新获取

二、DHCP的租约过程

客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程成为DHCP的租约过程

租约过程四个步骤

1、客服端在网络中搜索服务器（广播发送到整个局域网，确定有没有DHCP服务器）

• 客户机请求IP地址：（Discover消息）

  • 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
    

2、服务器向客户端响应服务（广播，因为客户端没有ip）

• 服务器响应：（Offer消息）
  • 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
    

3、客户端向目标服务器发出服务请求（广播，确认）

• 客户机选择IP地址：（request消息）

  • 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，这样该地址就不能在分配给另一个DHCP客户机

  

4、服务器向客户端提供服务（广播）

• 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定，该消息包含有IP地址的有效租约和其他可配置的消息
  • 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

ACK确认：哪台服务器先给offer，并且地址可用，才会给ack确认

重新登陆

• DHCP客户机每次重新登陆网络时，不需要在发送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
  

更新租约

• 当DHCP服务器向客户机出租的IP 地址租期达到50%时，就需要更新租约
• 客户机直接向提供租约的服务器发送DHCP Resquest包，要求更新现有的地址租约

当租约到期需要续约时，DHCP服务器宕机，找不到了，原来的地址将会自动释放掉，然后分配一个不可用的地址（169.254.0.0~169.254.255.255）

三、使用DHCP动态配置主机地址

DHCP服务

• 为大量客户机自动分配地址，提供集中管理

• 减轻管理和维护成本、提高网络配置效率

可分配的地址信息主要包括

• 网卡的IP地址、子网掩码

• 对应的网络地址、广播地址

• 默认网关地址

• DNS服务器地址

安装DHCP服务器

DHCP服务器软件

• CentOS关盘中的dhcp-4.2.5-47.el7.centos.x86_64.rpm
• dhcp软件包的主要文件
• 主配置文件：/etc/dhcp/dhcpd.conf //（服务中的主配置文件是核心）
• 执行程序：/usr/sbin/dhcpd、/usr/sbin/dhcrelay //（执行程序，可以使用的命令）
• 执行参数配置：/etc/sysconfig/dhcpd //（默认元码配置文件，不做更改）

四、DHCP主配置文件

dhcpd.conf的内容构成

全局设置，作用域整个DHCP服务器 《重要》

• ddns-update-style none; //禁止DNS更新
• default-lease-time 600; //默认租约期限，单位s
• max-lease-time 7200; //最大的租约期限
• option domain-name “doman.org”; //指定域名
• option domain-name-servers 202.206.0.20; //指定分配的DNS地址

Subnet网段声明，作用于整个子网段

• range参数：设置用于分配的IP地址池
• option subnet-mask参数：设置客户机的子网掩码
• option souters参数：设置客户机的默认网关地址

当全局与子网段冲突时，已子网段为主

host主机声明，作用于单个主机

• hardware ethernet 参数：指定对应主机的MAC地址

• fixed-address 参数：指定为该主机保留的IP地址

  

五、启动DHCP服务

查看租约文件 /var/lib/dhcpd/dhcpd.lease

六、使用DHCP客户端

两种使用方式

• 修改网卡配置文件（如 ifcfg-ens33）

  • BOOTPROTO=dhcp

  [root@localhost ~]#vim /etc.sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
  DEVICE=ens33
  ONBOOT=yes
  BOOTPROTO=dhcp                             //DHCP自动获取
  …………省略内容
  [root@localhost ~]#ifdown ens33
  [root@localhost ~]#ifup ens33
  

• 使用dhclient命令

  dhclient [-d] [网络接口名]
  

DHCP中继实验：

实验中分别划分vlan，而三层交换中路由有隔离广播的作用

（DHCP中继在网关中帮忙跨越vlan广播，从而为两台PC及分配地址）

DHCP端口号是UDP 的67

sw配置：二层交换连接了DHCP服务器及两台PC机，分别划分vlan10，20，100。f1/0接口连接了三层交换，而三层交换中的f1/0则作为PC机服务器的网关。所以需要将连接创建trunk链路

sw_3配置：三层交换在这里起到了网关的作用，需要为其划分vlan10，20，100并分别为其配置地址作为网关地址，另外为f1/0配置trunk。最重要的一点，路由隔离广播，所以这里我们要使用dhcp中继，允许dhcp服务通过

到这里，连接上的配置都已经完成了，下面来进行DHCP上的配置

首先服务器需要有一个固定地址，为服务器配地址

[root@localhost ~]# yum install dhcp -y                  //先安装dhcp服务
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  //为服务器配置IP

[root@localhost ~]# systemctl restart network          //配置完成重启网络服务
[root@localhost ~]# ifconfig                           //查询验证配置成功
ens33: flags=4163  mtu 1500
        inet 192.168.100.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.100.255
        inet6 fe80::d847:7ee6:3c15:c62  prefixlen 64  scopeid 0x20
        …………省略部分内容…………
[root@localhost ~]# cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
cp：是否覆盖"/etc/dhcp/dhcpd.conf"？ yes
[root@localhost ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf               //进入dhcp全局配置

服务器地址配置完成后，就需要对DHCP服务的配置文件进行配置，分别分配10，20，100段的地址

[root@localhost ~]# systemctl start dhcpd                 //配置完成启用dhcp服务   
[root@localhost ~]# systemctl status dhcpd                //查询验证已启用
● dhcpd.service - DHCPv4 Server Daemon
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 二 2019-11-19 19:01:19 CST; 37s ago

所有配置完成，记得要启动服务，然后我们就去验证，两台PC机是否有获取到IP

我们看到两台PC机已经分别获取了10段及20段的地址

下面，我们来为win10指定一个固定ip：

还是进入DHCP配置页面：将需要配置固定地址主机的MAC地址填写进来并指定一个IP即可

[root@localhost ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

[root@localhost ~]# systemctl restart dhcpd

配置完成后不要忘记重启服务，接下来我们来验证，win10的IP地址是否为我们配置的指定IP地址：

总结：/etc/dhcp/dhcpd.conf 服务中的主配置文件是核心使用DHCP服务需安装dhcp-4.2.5-47.el7.centos.x86_64.rpm，具体配置须在/etc/dhcp/dhcpd.conf 来做相应的操作