实验注解——Linux中DHCP服务器原理与配置（详细操作步骤及图释）

DHCP工作原理及概述

DHCP概述

• DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）中文：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
• DHCP的优势
  • 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
  • DHS服务器地址
• 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

DHCP工作原理

• 1.客户端在网络中搜索服务器。
  客户端通过广播发送DHCP Discover报文寻找服务器端
• 2.服务器向客户端响应服务。
  服务器端通过单播发送DHCP Offer 报文向客户端提供IP地址等网络信息，从IP地址池中挑选一个尚未分配的IP地址分配客户端
• 3.客户端向服务器发出服务请求。
  如果有多台DHCP服务器向该客户端发来DHCP-offer报文，客户端只接受第一个收到的DHCP-offer报文并提取IP地址，然后客户端通过广播发送DHCP Request报文告知服务器端本地选择使用该IP地址
• 4.服务器向客户端提供服务。
  服务器通过单播发送DHCP Ack报文告知客户端IP地址是合法可用的，并在选项字段中增加IP地址的使用租期信息
• 5.重新登录
  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。
• 6.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 Request包，要求更新现有的地址租约

DHCP的租约过程

• DHCP的租约过程：客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程
• 共分为四个步骤
  • 1.客户端在网络中搜索服务器
  • 2.服务器向客户端响应服务
  • 3.客户端向目标服务器发出服务请求
  • 4.服务器向客户端提供服务

• 客户机请求IP地址的过程
  • 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生DHCP Discover发送信息来寻找DHCP服务器

• 服务器响应的过程
  • DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，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服务器将此IP地址做上标记，加入到DHCP Office的消息中，然后广播一则DHCP Offer消息

• 客户机选择IP地址过程
  • 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客户机了

• 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，配置IP地址，完成TCP/IP的初始化

• 重新登录
  • 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

• 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 Request包，要求更新现有的地址租约

DHCP服务器的配置

DHCP服务器软件

• CentOS光盘中的
  

• DHCP软件包的主要文件

  • 主要配置文件：/etc/dhcpd.conf
  • 执行程序: /usr/sbin/dhcpd、/usr/sbin/dhcrelay

DHCP操作步骤详解及图释

• DHCP服务器配置

[root@localhost yum.repos.d]# yum install -y dhcp   （yum安装dhcp）

[root@localhost /]# cd /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/

[root@localhost dhcp-4.2.5]# cp dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
cp：是否覆盖"/etc/dhcp/dhcpd.conf"？ yes

[root@localhost dhcp]# vim dhcpd.conf   （设置全局配置参数）

default-lease-time 600;                 （默认租约为10分钟，单位为秒）
max-lease-time 7200;                    （默认租约为120分钟，单位为秒）
option domain-name "qz.com";            （设置域名）
option domain-name-servers 8.8.8.8;     （指定DNS服务器地址）
#ddns-update-style none;                （禁用DNS动态更新，默认为禁用）


subnet网段声明（作用于整个子网段，部分配置参数优先级高于全局配置参数）

subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {
          （声明要分配的网段地址）
  range 192.168.100.10 192.168.100.20;           （设置地址池）
  option routers 192.168.100.254;                （指定默认网关地址）
}

subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
     
  range 192.168.1.100 192.168.1.120;
  option routers 192.168.1.254;
}

subnet 192.168.2.0 netmask 255.255.255.0 {
     
  range 192.168.2.200 192.168.2.220;
  option routers 192.168.2.254;
}
# This declaration allows BOOTP clients to get dynamic addresses,
# which we don't really recommend.

subnet 10.254.239.32 netmask 255.255.255.224 {
     
  range dynamic-bootp 10.254.239.40 10.254.239.60;
  option broadcast-address 10.254.239.31;
  option routers rtr-239-32-1.example.org;
}


host主机声明（给指定主机分配固定的IP地址）
host hostname {
                                       （指定需要分配固定IP地址的客户机名称）
  hardware ethernet 54:89:98:6A:43:BF;           （指定该主机的MAC地址，这里用":"分隔）
  fixed-address 192.168.1.88;                    （指定保留给该主机的IP地址）
}
:wq
[root@localhost dhcp]# netstat -naup | grep ":67"
udp        0      0 0.0.0.0:67              0.0.0.0:*                           38790/dhcpd         
udp        0      0 0.0.0.0:67              0.0.0.0:*                           1200/dnsmasq 
[root@localhost dhcp]# tail -f /var/log/messages （如果DHCP服务启动失败，可以查看日志文件） 

• 需要使用DHCP动态获取IP的Linux客户端配置

[root@localhost ~]# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE="Ethernet"
PROXY_METHOD="none"
BROWSER_ONLY="no"
BOOTPROTO="dhcp"        （此处修改成dhcp）
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="ba6fd265-7502-4eea-9c89-14a836b1ad94"
DEVICE="ens33"
ONBOOT="yes"
#IPADDR=192.168.131.12
#GATEWAY=192.168.131.2
#DNS1=192.168.131.2
#NETMASK=255.255.255.0
~                                                                               
~                                                                               
~                                                                               
~                                                                               
:wq
[root@localhost ~]# ifdown ens33
成功断开设备 'ens33'。
[root@localhost ~]# ifup ens33
连接已成功激活（D-Bus 活动路径：/org/freedesktop/NetworkManager/ActiveConnection/17）

• eNSP中的配置及图解（这里使用eNSP模拟Windows）

[SW2]vlan batch 10 20 100
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk 
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
[SW2-GigabitEthernet0/0/1]q
[SW2]int Vlanif 10
[SW2-Vlanif10]ip address 192.168.1.254 24	
[SW2-Vlanif10]int Vlanif 20
[SW2-Vlanif20]ip address 192.168.2.254 24
[SW2-Vlanif20]int Vlanif 100
[SW2-Vlanif100]ip address 192.168.100.254 24
[SW2-Vlanif100]q
[SW2]dhcp enable 
[SW2]interface Vlanif 100
[SW2-Vlanif100]dhcp select relay 
[SW2-Vlanif100]dhcp relay server-ip 192.168.100.20
[SW2-Vlanif100]int vlanif 20
[SW2-Vlanif20]dhcp select relay
[SW2-Vlanif20]dhcp relay server-ip 192.168.100.20
[SW2-Vlanif20]int vlanif 10
[SW2-Vlanif10]dhcp select relay
[SW2-Vlanif10]dhcp relay server-ip 192.168.100.20
[SW2-Vlanif10]q








[SW1]vlan batch 10 20 100
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
[SW1]int e0/0/01
[SW1-Ethernet0/0/1]port link-type access 
[SW1-Ethernet0/0/1]port default vlan 10
[SW1-Ethernet0/0/1]int e0/0/02
[SW1-Ethernet0/0/2]port link-type access 
[SW1-Ethernet0/0/2]port default vlan 20
[SW1-Ethernet0/0/2]int e0/0/04
[SW1-Ethernet0/0/4]port link-type access 
[SW1-Ethernet0/0/4]port default vlan 100
[SW1-Ethernet0/0/4]int e0/0/03	
[SW1-Ethernet0/0/3]port link-type trunk 
[SW1-Ethernet0/0/3]port trunk allow-pass vlan all