redhat 7 中DHCP服务器搭建与应用

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redhat 7 中DHCP服务器搭建与应用

DHCP涉及的常见术语

作用域：一个完整的IP地址段，DHCP根据作用域来管理网络的分布、IP地址的分配及其他配置参数。

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，它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。

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。
不过在/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example有一个模板配置文件，我们可以将文件中的内容复制到配置文件中。如果不知道怎么编写，可以看一下下图参考示例文件，其组成架构如图所示。
dhcpd服务程序配置文件的架构
dhcpd服务程序配置文件的架构
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；子网网段声明用于配置整个子网段的地址属性。
考虑到dhcpd服务程序配置文件的可用参数比较多，这里挑选了最常用的参数（见表），并逐一进行了简单介绍，以便为接下来的实验打好基础。

参数作用
ddns-update-style 类型定义DNS服务动态更新的类型
ddns-update-style 类型类型包括：none（不支持动态更新）、
ddns-update-style 类型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
broadcast-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

一、dhcp服务器配置实验步骤

实验准备
软件：VMware Workstation Pro
虚拟机：Red Hat Enterprise Linux 7 64 位 多台
DHCP 配置、DHCP中继代理、DHCP多作用域配置
DHCP服务器：192.168.1.10/24

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，应该先将虚拟机软件自带的DHCP功能关闭，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，因此在表中罗列出了每一行参数，并对其用途进行了简单介绍。

[root@localhost \]# yum install -y dhcp      \\安装DHCP软件包
[root@localhost \]# rpm -qa | grep dhcp      \\查询安装结果
[root@localhost \]# systemctl start dhcpd    \\启动DHCP服务
[root@localhost \]# systemctl restart dhcpd   \\重启DHCP服务
[root@localhost \]# systemctl status dhcpd	  \\查看DHCP服务运行状态
[root@localhost \]# systemctl enable dhcpd	  \\设置DHCP服务开机自启
[root@localhost \]# systemctl stop dhcpd      \\停止DHCP服务
[root@localhost \]# systemctl list-unit-files | grep dhcp    \\查看开机自启项
[root@localhost \]# cat /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example >> /etc/dhcp/dhcpd.conf

[root@localhost /]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.1.100 192.168.1.200;
  option domain-name-servers 192.168.1.2;
  option domain-name "redhat.com";
  option routers 192.168.1.1;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  option broadcast-address 192.168.1.255;
  default-lease-time 602;
  max-lease-time 7200;
  ｝
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 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {作用域为192.168.1.0/24网段
range 192.168.1.100 192.168.10.200;IP地址池为192.168.10.100-200（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 192.168.1.1;定义客户端的网关地址
option domain-name “redhat”;定义默认的搜索域
option domain-name-servers 192.168.1.1;定义客户端的DNS地址
default-lease-time 602;定义默认租约时间（单位：秒）
max-lease-time 7200;定义最大预约时间（单位：秒）
}结束符
[root@localhost /]# dhcpd                     \\检验配置文件
[root@localhost \]# systemctl restart dhcpd   \\重启DHCP服务

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。

[root@localhost Desktop]# nmcli device connect eno16777736 
Device 'eno16777736' successfully activated with '08f0a4ec-6c40-4963-b21a-143897fc020a'.
[root@localhost Desktop]# ifconfig 
eno16777736: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe4f:bc07  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:4f:bc:07  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 368  bytes 29647 (28.9 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 90  bytes 13904 (13.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)
        RX packets 6  bytes 592 (592.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 6  bytes 592 (592.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

如果是在生产环境中配置dhcpd服务，则有可能会因为DHCP没有被防火墙放行而导致失败，此时执行下面的命令即可：

[root@linuxprobe ~]# firewall-cmd --zone=public --permanent --add-service=dhcp
success
[root@linuxprobe ~]# firewall-cmd --reload
success

二、绑定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。

[root@localhost /]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.1.30 192.168.1.254;
  option domain-name-servers 192.168.1.2;
  option domain-name "redhat.com";
  option routers 192.168.1.1;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  option broadcast-address 192.168.1.255;
  default-lease-time 602;
  max-lease-time 7200;
  host xiaozhang {
  hardware ethernet 00:0c:29:4f:bc:07;
  fixed-address 192.168.1.88;
}

  host mishu {
  hardware ethernet 00:0c:29:b7:5e:33;
  fixed-address 192.168.1.99;
}
}
[root@localhost /]# dhcpd                     \\检验配置文件
[root@localhost \]# systemctl restart dhcpd   \\重启DHCP服务

三、 DHCP配置多作用域

单一的作用域，大部分时间能够满足网络的需求，但随着网络规模的扩大，如何增加可用的IP地址？
那么需要我们通过设置多个作用域来实现IP地址增容了
有两种方法实现：一是采用双网卡，二是利用DHCP超级作用域功能；

3.1双网卡实现两个作用域

（增加了网络拓扑的复杂性，加大了维护难度）
先看图例：
请添加图片描述
在VMware Workstation Pro菜单虚拟网络编辑器中增加新的虚拟网络VMnet2，类型为仅主机模式。在这里插入图片描述

在DHCP服务器上增加一张新网卡，设置网络连接类型为虚拟网络VMnet2.
在这里插入图片描述
1、配置IP地址
为每块网卡配置独立的IP地址。IP地址配置的网段要与DHCP服务器发布的作用域一一对应，如下所示。

[root@localhost /]# ifconfig 
eno16777736: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe2a:36a7  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:2a:36:a7  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 625  bytes 73801 (72.0 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 1094  bytes 98614 (96.3 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

eno33554992: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.0.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.0.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe2a:36b1  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:2a:36:b1  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 213  bytes 31517 (30.7 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 63  bytes 8189 (7.9 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)
        RX packets 641  bytes 64246 (62.7 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 641  bytes 64246 (62.7 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

2、配置dhcpd.conf
搭建DHCP服务器网络环境后，编辑配置文件，即可完成多作用域的设置，如下所示。

[root@localhost /]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.1.100 192.168.1.254;
  option domain-name-servers 192.168.1.2;
  option domain-name "redhat.com";
  option routers 192.168.1.1;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  option broadcast-address 192.168.1.255;
  default-lease-time 602;
  max-lease-time 7200;
}
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.0.30 192.168.0.254;
  option domain-name-servers 192.168.0.2;
  option domain-name "redhat.com";
  option routers 192.168.0.1;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  option broadcast-address 192.168.0.255;
  default-lease-time 602;
  max-lease-time 7200;
}
[root@localhost /]# dhcpd                     \\检验配置文件
[root@localhost \]# systemctl restart dhcpd   \\重启DHCP服务

开启两个DHCP客户端，测试。

3.2 超级作用域

请添加图片描述
1 确定DHCP服务器的IP

[root@desktop ~] # ifconfig eno16777736 192.168.1.3 netmask 255.255.255.0

2 配置dhcpd.conf文件

[root@localhost /]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
shared-network company {
        option domain-name-servers 192.168.1.3;
        option domain-name "company.com";
        default-lease-time 602;
        max-lease-time 7200;
  subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
    option routers 192.168.1.1;
    range 192.168.1.10 192.168.1.10;
  }
  subnet 192.168.3.0 netmask 255.255.255.0 {
    option routers 192.168.3.1;
    range 192.168.3.11 192.168.3.11;
  }
}

因为我们需要测试IP分配，所以最好 把一个网段的IP地址池的范围设置为一个。在内核中开启路由转发功能

永久开启，（写入内核）
[root@localhost /]# vim /etc/sysctl.conf 
加入此行 
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost /]# sysctl -p      # 加载一下，使之生效
[root@localhost /]# dhcpd                     \\检验配置文件
[root@localhost /]# systemctl restart dhcpd   \\重启DHCP服务

注意：如果之前做过其它的DHCP实验，建议在DHCP客户端上删除原网卡，新建一张新网卡获取新的MAC地址，再进行测试，防止之前实验对新实验造成影响。

四、配置DHCP中继代理

当网络中存在多个子网的时候,通过搭建一台或者几台DHCP 服务器,就能够承担整个网络的IP地址分配工作,完全没有必要为每个子网建立一台DHCP 服务器。由于客户计算机只能通过广播发送DHCP请求,而这些请求一般不能跨越路由器,因此需采用特殊的设置使客户机获得其他子网的 TCP/IP信息。
DHCP客户机能够通过 DHCP中继代理计算机转发 DHCP的请求。DHCP 中继代理计算机能听取DHCP广播,由于它了解DHCP服务器的IP地址,因此通过正常的IP数据包可将原广播包转发到服务器中,然后再将服务器的回应信息回复给客户机。这样,就好像子网中存在一个 DHCP服务器一样。

实例1 某学院内部有两个子网,IP地址网段分别为192.168.1.0/24 以及192.168.3.0/24。现需要使用一台 DHCP服务器,为这两个子网客户机分配IP地址。其学院网络拓扑结构如图2.13所示。
请添加图片描述
1、配置DHCP服务器
配置DHCP服务器,IP地址192.168.3.10及网关192.168.3.2（指向中继外网卡），设置网络连接为VMnet1,并在VMware虚拟网络编辑器中设置VMnet1，及VMnet8的子网地址。
在这里插入图片描述

请添加图片描述

[root@localhost \]# yum install -y dhcp      \\安装DHCP软件包
[root@localhost \]# rpm -qa | grep dhcp      \\查询安装结果
[root@localhost /]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore-client-updates;
shared-network school {
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.1.10 192.168.1.10;
  option domain-name-servers 192.168.1.3;
  option routers 192.168.1.1;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}

subnet 192.168.3.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.3.10 192.168.3.100;
  option domain-name-servers 192.168.3.10;
  option routers 192.168.3.1;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}
}
[root@localhost \]# systemctl start dhcpd   \\启动DHCP服务

2、配置DCHP中继代理
中继代理服务器关机后添加一块网卡，根据网络拓扑图，设置DCHP中继代理服务器两张网卡分别为VMnet1网卡地址192.168.3.2/24，DNS及网关为192.168.3.1；设置VMnet8网卡地址192.168.1.3/24，DNS及网关为192.168.1.1；，测试网络连通情况

[root@localhost network-scripts]# ifconfig 
eno16777736: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.3.2  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.3.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe44:2ec6  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:44:2e:c6  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 3637  bytes 406661 (397.1 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 2388  bytes 548064 (535.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

eno33554992: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.3  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::20c:29ff:fe44:2ed0  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:44:2e:d0  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 3414  bytes 389000 (379.8 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 664  bytes 205845 (201.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
[root@localhost \]# yum install -y dhcp      \\安装DHCP软件包

出于安全考虑，Linux系统默认是禁⽌数据包转发的。所谓转发即当主机拥有多于⼀块的⽹卡时，其中⼀块收到数据包，根据数据包的⽬的ip地址将数据包发往本机另⼀块⽹卡，该⽹卡根据路由表继续发送数据包。这通常是路由器所要实现的功能。
开启路由转发功能

[root@localhost network-scripts]# vim /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost network-scripts]# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@localhost network-scripts]# sysctl -a | grep forward
net.ipv4.conf.all.forwarding = 1
net.ipv4.conf.all.mc_forwarding = 0
net.ipv4.conf.default.forwarding = 1
net.ipv4.conf.default.mc_forwarding = 0
net.ipv4.conf.eno16777736.forwarding = 1
net.ipv4.conf.eno16777736.mc_forwarding = 0
net.ipv4.conf.eno33554992.forwarding = 1
net.ipv4.conf.eno33554992.mc_forwarding = 0
net.ipv4.conf.lo.forwarding = 1
net.ipv4.conf.lo.mc_forwarding = 0
net.ipv4.ip_forward = 1                  \\已开启
net.ipv6.conf.all.forwarding = 0
net.ipv6.conf.all.mc_forwarding = 0
net.ipv6.conf.default.forwarding = 0
net.ipv6.conf.default.mc_forwarding = 0
net.ipv6.conf.eno16777736.forwarding = 0
net.ipv6.conf.eno16777736.mc_forwarding = 0
net.ipv6.conf.eno33554992.forwarding = 0
net.ipv6.conf.eno33554992.mc_forwarding = 0
net.ipv6.conf.lo.forwarding = 0
net.ipv6.conf.lo.mc_forwarding = 0

3、启用中继代理
dhcrelay命令可以提供中继DHCP和BOOTP请求，从一个没有DHCP服务器的子网直接连接到其它子网内的一个或多个DHCP服务器。该命令在DHCP中继服务器上使用，同时支持DHCPv4/BOOTP和DHCPv6协议。

[root@localhost network-scripts]# dhcrelay 192.168.3.10
Dropped all unnecessary capabilities.
Internet Systems Consortium DHCP Relay Agent 4.2.5
Copyright 2004-2013 Internet Systems Consortium.
All rights reserved.
For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/
Listening on LPF/eno33554992/00:0c:29:44:2e:d0
Sending on   LPF/eno33554992/00:0c:29:44:2e:d0
Listening on LPF/eno16777736/00:0c:29:44:2e:c6
Sending on   LPF/eno16777736/00:0c:29:44:2e:c6
Sending on   Socket/fallback

4、测试
1）开户一台LIUNX客户端，设置网络模式为VMnet8，连接网卡

[root@localhost ~]# ifconfig 
ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.10  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::ffdf:d95a:1113:4879  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 00:0c:29:f9:9f:5c  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 1822  bytes 286859 (280.1 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 2011  bytes 227200 (221.8 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

2）开启一台win7客户端，设置网络模式为VMnet1,打开CMD，测试请添加图片描述
3）查看DHCP服务器租约数据库文件

vim /var/lib/dhcpd/dhcpd.leases
# The format of this file is documented in the dhcpd.leases(6) manual page.
# This lease file was written by isc-dhcp-4.2.5

server-duid "\000\001\000\001*\337\322\333\000\014)\200?\270";

lease 192.168.1.10 {
  starts 1 2022/10/17 08:47:55;
  ends 1 2022/10/17 08:57:55;
  cltt 1 2022/10/17 08:47:55;
  binding state active;
  next binding state free;
  rewind binding state free;
  hardware ethernet 00:0c:29:44:2e:c6;
}
lease 192.168.3.10 {
  starts 1 2022/10/17 08:54:02;
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