Linux的DHCP服务器原理与配置

DHCP原理与配置

DHCP工作原理

了解DHCP服务

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)
• 由lnternet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lP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

• 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lP，供其它客户机使用

DHCP的租约过程

• 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

  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

  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

• 服务器响应

  DHCP服务器接收到来自客户机请求lP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 Offer的消息中，然后广播一则DHCP Offer消息

• 客户机选择IP地址

  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

• 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，当收到DHCP ACK确认信息后，继续使用前一次分配得到的IP地址。如果该IP地址已不可用，DHCP服务器会发送DHCP Nack否认信息，此时DHCP客户机重新发送DHCP Discover信息。

• 更新租约

  当DHCP服务器向客户机出租的lIP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DHCPRequest包，要求更新现有的地址租约

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P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

DHCP服务器的配置

安装DHCP服务器

DHCP服务器软件

• CentOS光盘中的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/dhcpd.conf

执行程序：/usr/sbin/dhcpd、/usr/sbin/dhcrelay

• 配置DHCP服务器

  systemctl stop firewalld

  setenforce 0 //临时关闭防火墙和SELinux防止实验被安全功能阻止

  systemctl mask/umask firewalld可以永久停用/重新启用firewalld

  修改/etc/sysconfig/selinux可以实现永久禁用/重新启用/部分生效SELinux（disabled、enforcing、permissive）

  yum install -y dhcp //安装dhcp需要配置yum仓库，或者rpm -ivh dhcp-4.2.5-58.elf.centos.x86_64.rpm（具体名称需要自己查询在/mnt/Packages/里查询）

  cd /etc/dhcp/

  ls //进入并查看DHCP安装的目录

  less dhcpd.conf //注释提示去查看/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf模板文件

  cd /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/

  ls

  less dhcp.conf.example //查看模板

  cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf

• vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

  # 设置全局配置参数
  default-lease-time 21600;                                 # 默认租约为6小时,单位为秒
  max-lease-time 43200;                                     # 最大租约为12小时，单位为秒
  option domain-name "nrh.com";                           # 指定默认域名
  option domain-name-servers 202.106.0.20, 202.106.148.1;   # 指定DNS服务器地址（前主后备）
  ddns-update-style none;                                   # 禁用DNS动态更新
  
  # 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，如果有多个网段地址池提供服务，需要把DNS服务器所在的网段设为第一个子网段配置)
  subnet 192.168.42.0 netmask 255.255.255.0 {            # 声明要分配的网段地址
          range 192.168.42.10 192.168.42.20;             # 设置地址池
          option routers 192.168.42.254;                 # 指定默认网关地址
  }
  
  subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
          range 192.168.1.100 192.168.1.200;
          option routers 192.168.1.254;
          default-lease-time 45600;                      # 生效后此网段的租期则优先选择为45600秒
          option domain-name-servers 7.7.7.7;            # 指定此网段的DNS服务器的地址
  }
  
  subnet 192.168.2.0 netmask 255.255.255.0 {
          range 192.168.2.20 192.168.2.30;
          option routers 192.168.2.254;
  }
  
  # host主机声明（给单机分配固定的IP地址）
  host hostname {                             # 指定需要分配固定IP地址的客户机名称
      hardware ethernet 00:c0:c3:22:46:81;   # 指定该主机的MAC地址
      fixed-address 192.168.4.100;           # 指定保留给该主机的IP地址   
  }
  
  # 后面内容都可删除
  
  

• 保存更新配置文件，启动服务

  systemctl start dhcpd

  systemctl stop firewalld

  setenforce 0

  netstat -anpu | grep ":67" //查看启动状态

  tail -f /var/log/messages //如果启动失败，可以查看日志文件

• 将参与实验的所有虚拟机网络适配器设置改为VMnet1(仅主机模式)（NAT模式VMware Workstation默认开启一个DHCP服务，会与本次实验服务器端的DHCP服务冲突）

  

• 此时如果使用Xshell等远程登陆工具连接操作，需要在宿主机里将VMware Network Aadpter VMnet1的IP地址指定为不与虚拟机冲突的同一网段的地址

  

DHCP客户端的使用

Windows客户端的验证

• 开启一台windows虚拟机，在本地网络连接中全部选择自动获取，即可自动获取到服务器端设置的ip地址等配置

  
  

Linux客户端的验证

• 开启一台linux虚拟机，修改ens33网卡配置文件

  vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

  TYPE=Ethernet
  PROXY_METHOD=none
  BROWSER_ONLY=no
  BOOTPROTO=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=df409853-929c-4577-81f9-dbe853e3f498
  DEVICE=ens33
  ONBOOT=yes
  

• 重启网络服务获得DHCP服务端提供的IP地址等信息

  systemctl restart network

  ifconfig
  
  

DHCP中继原理与配置

eNSP中的配置

• 拓扑图如下
  

• Cloud的设置
  

  配置完成后Cloud1才会提供一个Ethernet 0/0/1端口

• 交换机sw1的配置

  [sw1]vlan batch 10 20 100   //配置vlan
  Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
  [sw1]int e0/0/2             //以下都是配置端口类型，设置对应vlan
  [sw1-Ethernet0/0/2]port link-type access
  [sw1-Ethernet0/0/2]port default vlan 10
  [sw1-Ethernet0/0/2]int e0/0/3
  [sw1-Ethernet0/0/3]port link-type access
  [sw1-Ethernet0/0/3]port default vlan 20
  [sw1-Ethernet0/0/3]int e0/0/4
  [sw1-Ethernet0/0/4]port link-type access
  [sw1-Ethernet0/0/4]port default vlan 100
  [sw1-Ethernet0/0/4]int e0/0/5
  [sw1-Ethernet0/0/5]port link-type access
  [sw1-Ethernet0/0/5]port default vlan 100
  [sw1-Ethernet0/0/5]int e0/0/1
  [sw1-Ethernet0/0/1]port link-type trunk
  [sw1-Ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all
  

• 三层交换机sw2的配置

  [sw2]vlan batch 10 20 100
  Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.
  [sw2]int g0/0/1
  [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       //配置虚接口ip
  [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 192.168.42.254 24
  [sw2-Vlanif100]q
  [sw2]dhcp enable         //打开dhcp功能
  Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.
  [sw2]int vlanif 10       //配置dhcp中继
  [sw2-Vlanif10]dhcp select relay
  [sw2-Vlanif10]dhcp relay server-ip 192.168.42.3
  [sw2-Vlanif10]int vlanif 20
  [sw2-Vlanif20]dhcp select relay
  [sw2-Vlanif20]dhcp relay server-ip 192.168.42.3 //vlan 100网段可以通过广播接收，不需要配置dhcp中继
  

• 给PC3配置一个固定ip

  记录下PC3的MAC地址，再在DHCP客户端配置

  vim /etc/dhcp/dhcpd.conf //DHCP配置文件

  # 添加以下配置
  host hostname {
          hardware ethernet 54:89:98:C9:7C:58;
          fixed-address 192.168.42.188;
  }
  

  systemctl restart dhcpd

  vim /etc/sysconfig/network-ens33/ifcfg-ens33 //跨网段通信设置网关

  # 修改如下配置
  GATEWAY=192.168.42.254
  

  systemctl restart network

  此后可以在DHCP客户端ping通192.168.10.254和 192.168.20.254，证实可到达客户机网段

• 三台客户机都开启DHCP自动获取IP地址，在命令行执行ipconfig命令，验证试验成功(PC3得到的DHCP服务器固定分配的IP地址)