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1、DHCP服务器的配置与管理模块6模块6 DHCP服务器的配置与管理本模块讲解动态主机配置协议（dynamic host configuration protocol,DHCP）服务器的配置与管理，主要从理论知识开始，再到DHCP服务的安装和启动，重点是进行DHCP服务器的配置，包括DHCP主配置文件和租约数据库文件、简单DHCP服务配置、多作用域DHCP服务配置、超级作用域DHCP服务配置。模块6 DHCP服务器的配置与管理通过本模块的学习，读者将达到以下职业能力目标和要求。掌握DHCP的多种需求配置。掌握DHCP服务的安装与启动 掌握DHCP客户端的配置。了解DHCP的理论知识。6.1 了解
2、DHCP在企业网络中，一般会涉及主机等终端设备进行资源互访的情况，则每个终端都需要配置IP地址等网络参数才能接入网络。在小型网络中，终端数量很少，可以手动配置IP地址，但是在大中型网络中，终端数量很多，手动配置IP地址的工作量大，而且配置时容易导致IP地址冲突等错误，DHCP可以为网络终端动态分配IP地址，解决了手工配置IP地址时的各种问题。DHCP是一种简化主机IP地址分配管理的TCP/IP标准协议，它是通过服务器集中管理网络上使用的IP地址及其相关配置信息，以减少管理IP地址配置的复杂性。Linux提供了DHCP服务，它允许服务器履行DHCP的职责，并通过网络自动配置启用了DHCP功能的客
3、户端。6.1 了解DHCP在使用DHCP时，网络中至少有一台拥有DHCP服务的Server/PC，客户端需要设置成自动获得IP地址。客户端在向服务器请求一个IP地址时，如果DHCP服务器的IP地址数据中能提供IP，则登记IP信息并分配这个地址给客户端使用，顺带进行相关选项的配置，图6-1所示是一个DHCP服务示意图。图6-1 DHCP服务示意图6.1 了解DHCP6.1.1 DHCP的工作过程当DHCP客户端第一次启动时，它通过一系列的步骤以获得TCP/IP配置信息，以获得IP地址的租期。租期是指DHCP客户端从DHCP服务器获得完整的TCP/IP配置后对该TCP/IP配置的保留使用时间。客户
4、端从服务器上获得完整的TCP/IP配置要经过4个过程，如图6-2所示。图6-2 DHCP工作过程6.1 了解DHCP6.1.1 DHCP的工作过程（1）发现阶段。由于客户端并不知道DHCP服务器的地址，所以会用0.0.0.0作为源地址，用255.255.255.255作为目标地址，向网络上广播一个DHCP Discover消息报文，报文中包含了客户端的MAC地址和NetBIOS名字。与客户端在同一物理网段上的每一台安装了TCP/IP协议的计算机都会收到该广播报文，但只有DHCP服务器才会做出响应。（2）提供阶段。网络中的DHCP服务器收到来自客户端的DHCP Discover报文后，会从IP地
5、址池中挑选一个尚未出租的IP地址预分配给DHCP客户端，并在网络上广播一个DHCP Offer响应报文，该报文包含了客户端的MAC地址、服务器所提供的IP地址、子网掩码、租用期限，以及DHCP服务器本身的IP地址。若网络中有多台DHCP服务器，则这些DHCP服务器都会广播各自的DHCP Offer报文。6.1 了解DHCP6.1.1 DHCP的工作过程（3）请求阶段。如果客户端收到网络上多台DHCP服务器的响应报文，则DHCP客户端只接收第一个收到的DHCP Offer提供的信息，并向网络发送一个DHCP Request广播报文，以此告诉所有DHCP服务器它将选择哪一台DHCP服务器提供的IP
6、地址。（4）确认阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户端回答的DHCP Request广播报文之后，查看报文中服务方的IP地址，确认自己是否被选为服务方。若未被选中，则撤销预分配的IP地址等信息，若被选择，则发送一个DHCP ACK报文，该报文包括一个租用期限和客户所请求的其他配置信息。客户端收到DHCP ACK报文后，配置它的TCP/IP属性并加入网络中。6.1 了解DHCP6.1.1 DHCP的工作过程注意：客户端发送DHCP Discover消息报文后，如果没有DHCP服务器响应客户端的请求，客户端会随机使用169.254.0.0/16网段中的一个IP地址临时配置本机地址。此后，每隔5分
7、钟发送一个DHCP Discover消息报文，尝试与DHCP服务器进行通信；若联系成功，则使用由DHCP服务器提供的IP地址来更新自己的配置。6.1 了解DHCP6.1.2 DHCP租约更新与IP地址释放DHCP服务器向DHCP客户端出租的IP地址都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户端要延迟其IP租约，就必须更新其IP租约。当DHCP客户端的IP地址使用时间达到租期的50%时，它就会向DHCP服务器发送一个新的DHCP Request，若DHCP服务器在接收到该报文后没有可拒绝该请求的理由，就会回送一个DHCP ACK报文，当DHCP客户端收到该应答报
8、文后，就重新开始一个租用周期；若DHCP服务器一直没有应答，则到租期的87.5%时，客户端会与其他DHCP服务器通信，并请求更新其配置信息。若客户端不能与其他DHCP服务器取得联系，租约到期后，它会放弃当前的IP地址，并重新发送一个DHCP Discover报文开始上述IP地址获得过程。6.1 了解DHCP6.1.2 DHCP租约更新与IP地址释放如果IP租约到期前都没有收到服务器响应，则客户端停止使用此IP地址；如果DHCP客户端不再使用分配的IP地址，也可以主动向DHCP服务器发送DHCP Release报文，释放该地址。Windows客户端可以通过“ipconfig/renew”命令手动
9、更新租约，通过“ipconfig/release”命令手动释放IP地址。6.2 安装与启动DHCP服务1.安装dhcp软件包使用命令查看系统是否安装了dhcp软件包，若未安装，则利用dnf方式进行安装（先要搭建好dnf源）。6.2 安装与启动DHCP服务2.启动dhcp服务6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件1.主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.confDHCP配置文件一般放在/etc/dhcp目录中，主配置文件为dhcpd.conf，而初始的主配置文件中只有3行注释语句，第二句提示“see/usr/share/doc/dhcp-server/dhcp
10、d.conf.example”，告知可参考的模板位置。6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件1.主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf可复制该文件作为主配置文件的样本，复制时候加“-p”参数，保留源文档的属性。6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件2.主配置文件结构dhcpd.conf主配置文件主要由3个部分组成，即参数、声明和选项，包括全局配置和局部配置，其具体结构如下所示。dhcpd.conf配置文件的语法格式要注意：单词区分大小写；以“#”（井号）开头的为注释行；参数或选项必须以“；”（分号）结束。6.3 配置D
11、HCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件2.主配置文件结构1）参数参数用来表明如何及是否要执行任务，或哪些网络配置参数选项发送给客户端，主要的参数及功能见表6-1。表6-1 dhcpd.conf主要参数及功能6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件2.主配置文件结构2）选项选项全部以“option”关键字开头，用来配置DHCP的可选参数，主要选项及功能如表6-2所示。表6-2 dhcpd.conf主要选项及功能6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件2.主配置文件结构3）声明声明一般用来指定IP作用域、定义IP地址池等
12、，主要声明及功能见表6-3。表6-3 dhcpd.conf主要声明及功能注意：网络号必须与DHCP服务器的至少一个网络号相同，否则重启DHCP服务时不会成功，这是最容易疏忽的问题。可以通过“dhcpd-t”命令对dhcp主配置文件进行语法检查。6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件3.租约数据库文件租约数据库文件dhcpd.leases位于/var/lib/dhcpd目录，其中包含客户端的主机名、MAC地址、分配到的IP地址，以及IP地址的有效期等相关信息。每当发生租约变化时，在文件末尾都会新增租约记录。当DHCP服务正常后，就可以使用命令查看租约数据库文件内容
13、了。6.3 配置DHCP服务器6.3.1DHCP主配置文件和租约数据库文件3.租约数据库文件注意：如果没有使用过DHCP服务，则租约数据库文件dhcpd.leases没有内容，且租约的时间是格林尼治标准时间，而非本地时间。6.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务【例6-1】公司有台Linux服务器采用静态IP地址配置，现要对同网段的IT部进行IP地址分配，请按以下需求进行DHCP服务器搭配，保障IT部所有PC都可以正常获得正确的网络IP地址信息。（1）网段为192.168.222.0/24，DHCP服务器和DNS服务器地址为192.168.222.254，网关为192.16
14、8.222.1，分配的地址段为192.168.222.100192.168.222.200，租约时间为默认。（3）Linux PC1模拟自动获取，Linux PC2模拟总经理计算机。（2）192.168.222.168地址保留给总经理。6.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务配置步骤如下：（1）按需求进行环境准备和信息采集，见表6-4。表6-4 Linux服务器和客户端环境准备和信息采集16.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务配置步骤如下：3台RHEL系统的计算机都采用LAN区段的联网方式,如图6-3所示。图6-3 选择计算机联网方式6.3 配置DHC
15、P服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务（2）DHCP Server配置。设置静态IP地址和防火墙。6.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务（2）DHCP Server配置。配置主配置文件。6.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务（3）PC1客户端测试。设置动态获取IP地址。测试。PC1客户端自动获得192.168.222.100的IP地址。6.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务（4）PC2客户端测试。6.3 配置DHCP服务器6.3.2 配置简单的DHCP服务（5）Windows客户端测试。如果采用Windows客户端，可以通过
16、运行“ipconfig/release”命令来释放IP地址，通过运行“ipconfig/renew”命令来重新获取IP地址，通过运行ipconfig命令来查看IP地址。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务由于DHCP客户端与DHCP服务器之间是通过广播包的通信方式来寻找对方并获得IP地址等网络参数的，因此，当DHCP客户端与DHCP服务器之间有路由器/三层交接机时，无法完成IP地址的申请和获取，解决问题的方法有以下3种。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（1）每个子网都部署一台DHCP服务器。此方法管理分散且投入成本较高，很少被采用。（
17、2）在网络中部署一台DHCP服务器，在路由器的每个子网接口或三层交换机的每个VLAN端口启用DHCP中级代理功能。此方法管理集中、投入低，在实际工作中被广泛使用。（3）在网络中部署一台DHCP服务器，同时在每个子网的服务器主机中部署一台DHCP中级代理服务器。此方法管理集中，但投入成本较高，很少被采用。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务【例6-2】公司的Linux服务器采用静态IP地址配置，现要对IT部、Sale部进行IP地址分配，请按以下需求构建DHCP服务器、DHCP中继代理，保障IT部、Sale部所有PC都可以正常获得正确的网络IP地址信息。6.3 配置DH
18、CP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（1）DHCP服务器IP地址为192.168.222.254/24，中继代理服务器IP地址为192.168.222.253/24和192.168.111.253/24；（2）IT部：网段为192.168.222.0/24，DNS服务器地址为192.168.222.254，网关为192.168.222.1，分配的地址段为192.168.222.100192.168.222.200，租约时间为默认；（3）Sale部：网段为192.168.111.0/24，DNS服务器地址为192.168.222.254，网关为192.168.111.1，分配的地址段
19、为192.168.111.100192.168.111.200，租约时间为默认。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务配置步骤如下。（1）按需求进行环境准备和信息采集，见表6-5。表6-5 Linux服务器和客户端环境准备和信息采集26.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务3台RHEL系统的计算机采用的网络拓扑和LAN区段的联网方式，如图6-4所示。图6-4 网络拓扑及联网方式6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（2）DHCP服务器Server1配置。设置静态IP地址和防火墙。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配
20、置多作用域的DHCP服务（2）DHCP服务器Server1配置。配置主配置文件。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（2）DHCP服务器Server1配置。配置DHCP服务器返回中继客户端路由。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（3）DHCP中继服务器Server2配置。添加网卡。在DHCP中继代理服务器上添加第二块网卡，并将其加入“LAN区段2”联网方式中，如图6-5所示。图6-5 添加第二张网卡并将其加入“LAN区段2”联网方式中6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（3）DHCP中继服务器Server2配
21、置。设置静态IP地址和防火墙。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（3）DHCP中继服务器Server2配置。安装DHCP中继主程序包。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（3）DHCP中继服务器Server2配置。配置中继代理。在DHCP中继代理计算机上复制中继代理配置文件到指定的目录，然后编辑文件dhcrelay.service，在Service部分的ExecStart配置行指派DHCP服务器的IP地址及侦听DHCP请求的网络接口，ExecStart后可以通过“-i ens37”方式指定侦听端口，若不指定，则监听所有接口。6.3 配置
22、DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（3）DHCP中继服务器Server2配置。重新载入systemd。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（3）DHCP中继服务器Server2配置。启用IPv4的转发功能，设置net.ipv4.ip_forward=1。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（4）PC1客户端测试。设置动态获取IP地址。将PC1的网卡加入“LAN区段2”联网方式中，并设置动态获取IP地址。6.3 配置DHCP服务器6.3.3 配置多作用域的DHCP服务（4）PC1客户端测试。测试。PC1客户端自动获得192
23、.168.222.100的IP地址。6.3 配置DHCP服务器6.3.4 配置超级作用域的DHCP服务【例6-3】随着公司规模的不断扩大，Sale部设备数量增多，现有的IP地址已经无法满足设备需求，需要添加可用的IP地址。这时考虑使用超级作用域的方式来增加可用IP地址，为了保障Sale部的所有PC都可以正常获得正确的网络IP地址信息，请按以下需求构建DHCP服务器。B使用超级作用域方式。C增加新作用域，使用192.168.112.0/24网段作为扩展网络地址。A保证原网络架构不变6.3 配置DHCP服务器6.3.4 配置超级作用域的DHCP服务核心配置步骤如下，其他同【例6-2】。（1）DHC
24、P服务器Server1配置。修改配置主配置文件：6.3 配置DHCP服务器6.3.4 配置超级作用域的DHCP服务（2）PC1客户端测试。PC1客户端在获取192.168.111.0/24网段地址时，由于111.0网段已经无地址可分配，因此就从超级作用域中的另一个网段开始分配，自动获得192.168.112.100新IP地址。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理1.实训目的01掌握DHCP服务器的安装、配置与管理。02掌握Windows和Linux客户端的配置。03掌握DHCP中继代理服务器的安装、配置与管理。04知道DHCP超级作用域的应用场景。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理2
25、.实训内容现有网络拓扑如图6-6所示，该网络中有一台Linux DHCP服务器为两大部门（IT部、HR部）提供DHCP服务，每个部门的计算机都采取DHCP方式获得IP相关信息，具体的IP地址和LAN区段要求拓扑图上都有详细标识。图6-6 简单网络拓扑图6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理2.实训内容现有如下要求。（1）在Linux Server上搭建DHCP服务，为两大部门分配IP网络信息，为了安全，Server的防火墙不能关闭，SELinux设置为Enforcing模式。（2）在Linux中继服务器上搭建中继服务，为HR部中继分配IP网络信息，为了安全，Server的防火墙不能关闭，SE
26、Linux设置为Enforcing模式。（3）IT部、HR部的计算机有Linux和Windows操作系统。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理2.实训内容请根据以下要求进行Linux Server和两大部计算机客户端测试，使得达到项目的要求（代表学号后一位）。（1）按照拓扑图搭建网络拓扑，以便后续使用（注意网卡所在的LAN区段）。（2）配置DHCP服务器和DHCP中继服务器的IP地址和防火墙，为后续操作做准备。（3）配置DHCP服务器，为IT部的客户端提供DHCP服务。具体参数如下。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理2.实训内容IP地址段：192.168.2.100192.168.2
27、.200。子网掩码：255.255.255.0。网关地址：192.168.2.1。域名服务器：192.168.2.254。默认租约有效期：12小时。最大租约有效期：1天。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理2.实训内容（4）配置DHCP服务器和中继代理服务器，为HR部的客户端提供DHCP服务。具体参数如下。IP地址段：192.168.1.100192.168.1.200。子网掩码：255.255.255.0。网关地址：192.168.1.1。域名服务器：192.168.2.254。默认租约有效期：12小时。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理2.实训内容最大租约有效期：1天。设置超级作用域，以便HR部使用更多的IP地址，IP网段及范围为：192.168.3.10/24192.168.3.100/24，网关地址为：192.168.3.1，其他采用HR部默认的设置。（5）采用Linux或Windows客户端测试IT部、HR部获取IP地址情况。6.4 实训6DHCP服务器的配置与管理3.实训要求（1）按题目要求写出相应的命令（“文字+截图”方式）。（2）总结实训心得与体会。谢谢观看