Linux网络服务——DHCP原理与配置（DHCP工作原理 DHCP服务器的配置 ）
文章目录
- 了解DHCP服务
- 使用DHCP的好处
- DHCP的分配方式
- 工作原理
- 租约过程
- 第一个过程：discover 请求IP地址 客户——》服务端 广播
- 第二个过程：offer 服务器回应可用IP信息 服务器——》客户端 广播
- 第三个过程：request 客户端请求确认可用IP 客户端——》服务端 广播
- 第四个过程：ack 服务端确认IP可用 服务端——》客户端 广播
- 更新租约
- DHCP服务器的配置
- 安装DHCP服务器
- dhcpd.conf的内容构成
- 全局设置，作用于整个DHCP服务器
- subnet网段声明，作用于整个子网段
- host主机声明，作用于单个主机
- DHCP实验
- 实验总结
了解DHCP服务
动态主机配置协议是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。担任DHCP服务器的计算机需要安装TCP/IP协议，并为其设置静态IP地址、子网掩码、默认网关等内容。
DHCP (Dynamic HostConfiguration 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
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
DHCP的分配方式
在DHCP的工作原理中，DHCP服务器提供了三种IP分配方式：自动分配(Automatic allocation)、手动分配和动态分配（Dynamic Allocation）。
- 自动分配是当DHCP客户端第一次成功的从DHCP服务器获取一个IP地址后，就永久的使用这个IP地址。
- 手动分配是由DHCP服务器管理员专门指定的IP地址
- 动态分配是当客户端第一次从DHCP服务器获取到IP地址后，并非永久使用该地址，每次使用完后，DHCP客户端就需要释放这个IP，供其他客户端使用。
工作原理
客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程称为DHCP的租约过程
分为四个步骤
租约过程
第一个过程：discover 请求IP地址 客户——》服务端 广播
- 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
- 因为自己没有IP地址，所以源IP地址为：0.0.0.0
- 同时也不知道DHCP服务器地址，所以发送广播255.255.255.255
第二个过程：offer 服务器回应可用IP信息 服务器——》客户端 广播
- 当DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，他就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址（可用IP、子网掩码、网关、DNS、租约期限）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DHCPoffer的消息中，然后DHCP服务器就广播一则DHCP offer消息
- 客户机仍没有IP地址，所以发送广播
- 如果有多台DHCP服务器 discover请求后收到 offer先到先得
- 如果有多台DHCP服务器 discover请求后收到 offer先到先得
第三个过程：request 客户端请求确认可用IP 客户端——》服务端 广播
- 客户机选择IP地址：发送DHCP request广播
- 客户机从接收到的第一个DHCPoffer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
- 第一个DHCP offer表示：若局域网中同时存在两个DHCP，那么客户机根据收到DHCPoffer的顺序来确定使用哪个DHCP服务器的地址
- 客户机发送DHCP request 广播，选择IP地址，并附上租约期限信息（默认8天）
第四个过程：ack 服务端确认IP可用 服务端——》客户端 广播
- 服务器确定租约：发送DHCP ACK广播
- 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消息
- 当客户机收到DHCP ACK消息时，他就配置了IP地址，完成TCP/IP的初始化
- 此时服务器发出的仍旧是广播，因为客户机还没有IP地址
- 特殊情况：如果offer中的地址被使用直接回应noack 则继续循环第一个过程
- 特殊情况：如果offer中的地址被使用直接回应noack 则继续循环第一个过程
更新租约
续约的时候发的是request单播
租约期限过半 要找DHCP续约
整个局域网都没有DHCP服务器 客户机租约到期后，会自动释放地址，然后使用169.254.0.0–169.254.255.255网段的地址
DHCP服务器的配置
-
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镜像中的dhcp…rpm - dhcp软件包的主要文件
主配置文件：/etc/dhcpd.conf
执行程序：/usr/sbin/dhcpd,/usr/sbin/dhcrelay
执行参数配置：/etc/sysconfig/dhcpd
dhcpd.conf的内容构成
ddns-update-style interim； 全局配置参数，针对所有子网段
...
subnet 10.152.187.0 netmask 255.255.255.0 { 网段声明
option routers 10.5.5.1; 配置选项，网关
...
default-lease-time 600; 配置参数，租约
...
host ns{
...
fixed-address 207.175.42.254； 主机声明，固定的主机地址
}
}
全局设置，作用于整个DHCP服务器
ddns-update-style none; 禁止dns动态更新
default-lease-time 21600; 默认租约期限
max-lease-time 43200; 最大租约期限
option domain-name"domain.org"; 指定域名
option domain-name-servers 202.106.0.20； 指定分配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 routers 参数： 设置客户机的默认网关地址
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
DHCP实验
- 实验环境
VM虚拟机里一台win7客户机 一台linux里配置DHCP服务器 - 实验步骤
dhcp固定IP地址
安装dhcp包
修改配置文件(根据模板复制)
设置subnet {地址池， 子网掩码，网关，dns地址}
启动服务
[root@pan ~]# yum install dhcp* -y 下载dhcp所有包
下载完后把win10 和linux 绑在一个网卡上 （我这里用仅主机模式）
[root@pan ~]# rpm -cq dhcp
/etc/dhcp/dhcpd.conf DHCP配置文件
/etc/dhcp/dhcpd6.conf
/etc/openldap/schema/dhcp.schema
/etc/sysconfig/dhcpd
/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases
/var/lib/dhcpd/dhcpd6.leases
[root@pan ~]# cd /etc/dhcp/
[root@pan dhcp]# ls
dhclient.d dhclient-exit-hooks.d dhcpd6.conf dhcpd.conf scripts
[root@pan dhcp]# vim dhcpd.conf 进去看一下配置文件 里面是空的
# DHCP Server Configuration file.
# see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example DHCP配置文件模板 进去看看
# see dhcpd.conf(5) man page
#
~
......
[root@pan dhcp]# cp /usr/share/doc/dhcp-
dhcp-4.2.5/ dhcp-common-4.2.5/ dhcp-devel-4.2.5/
[root@pan dhcp]# cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf 把配置模板里的信息复制到刚刚的空配置文件里
[root@pan dhcp]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 配置DHCP固定ip地址
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static DHCP改成static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=ens33
UUID=96401a89-2a9e-4214-b827-df367567dc24
DEVICE=ens33
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.100.120 加上ip地址
NETMAKS=255.255.255.0 子网掩码
GATEWAY=192.168.100.2 网关
[root@pan dhcp]# service network restart 重启网络服务
[root@pan dhcp]# vim dhcpd.conf
1 # dhcpd.conf
2 #
3 # Sample configuration file for ISC dhcpd
4 #
5
6 # option definitions common to all supported networks...
7 option domain-name "example.org";
8 option domain-name-servers 8.8.8.8; DNS地址（分号不能少；）
9
10 default-lease-time 600; 默认租约
11 max-lease-time 7200; 最大租约
12
13 # Use this to enble / disable dynamic dns updates globally.
14 #ddns-update-style none;
......
26
27 subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 { 修改网段
28 range 192.168.100.130 192.168.100.200; 分配ip的地址池（空两格表示层级关系）
29 option routers 192.168.100.2； 分配给下面客户端的网关
30 }
31
wq保存退出
[root@pan dhcp]# systemctl start dhcpd 启动dhcp服务
[root@pan dhcp]# netstat -nuap 查看
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name
udp 0 0 0.0.0.0:5353 0.0.0.0:* 8628/avahi-daemon:
udp 0 0 192.168.100.120:52994 185.209.85.222:123 ESTABLISHED 8682/chronyd
udp 0 0 192.168.122.1:53 0.0.0.0:* 9773/dnsmasq
udp 0 0 0.0.0.0:67 0.0.0.0:* 15992/dhcpd 已启动
udp 0 0 0.0.0.0:67 0.0.0.0:* 9773/dnsmasq
udp 0 0 0.0.0.0:111 0.0.0.0:* 1/systemd
udp 0 0 127.0.0.1:323 0.0.0.0:* 8682/chronyd
udp 0 0 0.0.0.0:738 0.0.0.0:* 8619/rpcbind
udp 0 0 0.0.0.0:41760 0.0.0.0:* 8628/avahi-daemon:
udp6 0 0 :::111 :::* 1/systemd
udp6 0 0 ::1:323 :::* 8682/chronyd
udp6 0 0 :::738 :::* 8619/rpcbind
切换到win7设置自动获取ip地址
cmd进去看一下
DNS子网段里的优先生效
改完后保存要重新启动
再去win7查看
固定分配IP地址
查看客户机的mac地址 我的是00-0C- 29-1A-49-A0
进配置文件搜索/fix
重启服务进客户机查看
实验总结
- 修改完后要重启服务
- 配置文件修改完要加分号
- systemctl start dhcpd 启动
- systemctl restart dhcpd 重启
- 客户端: ipconfig /release 释放IP地址
- ipconfig /renew 获取ip地址
- ipconfig /all 查看IP的主机信息,DNS信息,物理地址信息,DHCP服务器信息等,