《Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)》課件-項(xiàng)目十一 配置與管理DHCP服務(wù)器

項(xiàng)目十一配置與管理DHCP服務(wù)器1項(xiàng)目導(dǎo)入了解DHCP服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中的作用。理解DHCP的工作過程。掌握DHCP服務(wù)器的基本配置方法。掌握DHCP客戶端的配置和測試方法。職業(yè)能力目標(biāo)和要求在一個計(jì)算機(jī)比較多的網(wǎng)絡(luò)中，如果要為整個企業(yè)的上百臺機(jī)器逐一進(jìn)行IP地址的配置絕不是一件輕松的工作。為了更方便、簡捷地完成這些工作，很多時候會采用動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）來自動為客戶端配置IP地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等信息。在完成該項(xiàng)目之前，首先應(yīng)當(dāng)對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，確定網(wǎng)段的劃分以及每個網(wǎng)段可能的主機(jī)數(shù)量等信息。211.1DHCP相關(guān)知識11.1.1DHCP服務(wù)概述

在一個計(jì)算機(jī)比較多的網(wǎng)絡(luò)中，如果要為整個企業(yè)的上百臺機(jī)器逐一進(jìn)行IP地址的配置絕不是一件輕松的工作。為了更方便、簡捷地完成這些工作，很多時候會采用動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）來自動為客戶端配置IP地址。DHCP基于客戶/服務(wù)器模式，當(dāng)DHCP客戶端啟動時，它會自動與DHCP服務(wù)器通信，要求提供自動分配IP地址的服務(wù)，而安裝了DHCP服務(wù)軟件的服務(wù)器則會響應(yīng)要求。DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）是一個簡化主機(jī)IP地址分配管理的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用戶可以利用DHCP服務(wù)器管理動態(tài)的IP地址分配及其他相關(guān)的環(huán)境配置工作，如：DNS服務(wù)器、WINS服務(wù)器、Gateway（網(wǎng)關(guān)）的設(shè)置。在DHCP機(jī)制中可以分為服務(wù)器和客戶端兩個部分，服務(wù)器使用固定的IP地址，在局域網(wǎng)中扮演著給客戶端提供動態(tài)IP地址、DNS配置和網(wǎng)管配置的角色?？蛻舳伺cIP地址相關(guān)的配置，都在啟動時由服務(wù)器自動分配。11.1.2DHCP的工作過程

DHCP客戶端和服務(wù)器端申請IP地址、獲得IP地址的過程一般分為4個階段，如圖11-1所示。1．DHCP客戶機(jī)發(fā)送IP租約請求當(dāng)客戶端啟動網(wǎng)絡(luò)時，由于在IP網(wǎng)絡(luò)中的每臺機(jī)器都需要有一個地址，所以此時的計(jì)算機(jī)TCP/IP地址與綁定在一起。它會發(fā)送一個“DHCPDiscover（DHCP發(fā)現(xiàn)）”廣播信息包到本地子網(wǎng)。該信息包發(fā)送給UDP端口67，即DHCP/BOOTP服務(wù)器端口的廣播信息包。圖11-1DHCP的工作過程3

本地子網(wǎng)的每一個DHCP服務(wù)器都會接收“DHCPDiscover”信息包。每個接收到請求的DHCP服務(wù)器都會檢查它是否有提供給請求客戶端的有效空閑地址，如果有，則以“DHCPOffer（DHCP提供）”信息包作為響應(yīng)。該信息包包括有效的IP地址、子網(wǎng)掩碼、DHCP服務(wù)器的IP地址、租用期限，以及其他的有關(guān)DHCP范圍的詳細(xì)配置。所有發(fā)送“DHCPOffer”信息包的服務(wù)器將保留它們提供的這個IP地址（該地址暫時不能分配給其他的客戶端）?！癉HCPOffer”信息包廣播發(fā)送到UDP端口68，即DHCP/BOOTP客戶端端口。響應(yīng)是以廣播的方式發(fā)送的，因?yàn)榭蛻舳藳]有能直接尋址的IP地址。2．DHCP服務(wù)器提供IP地址453．DHCP客戶機(jī)進(jìn)行IP租用選擇客戶端通常對第一個提議產(chǎn)生響應(yīng)，并以廣播的方式發(fā)送“DHCPRequest（DHCP請求）”信息包作為回應(yīng)。該信息包告訴服務(wù)器“是的，我想讓你給我提供服務(wù)。我接收你給我的租用期限”。另外，一旦信息包以廣播方式發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)中所有的DHCP服務(wù)器都可以看到該信息包，那些提議沒有被客戶端承認(rèn)的DHCP服務(wù)器將保留的IP地址返回給它的可用地址池?？蛻舳诉€可利用DHCPRequest詢問服務(wù)器其他的配置選項(xiàng)，如DNS服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)地址。4．DHCP服務(wù)器IP租用認(rèn)可當(dāng)服務(wù)器接收到“DHCPRequest”信息包時，它以一個“DHCPAcknowledge（DHCP確認(rèn)）”信息包作為響應(yīng)。該信息包提供了客戶端請求的任何其他信息，并且也是以廣播方式發(fā)送的。該信息包告訴客戶端“一切準(zhǔn)備好。記住你只能在有限時間內(nèi)租用該地址，而不能永久占據(jù)！好了，以下是你詢問的其他信息”。注意：客戶端執(zhí)行DHCPDISCOVER后，如果沒有DHCP服務(wù)器響應(yīng)客戶端的請求，客戶端會隨機(jī)使用/16網(wǎng)段中的一個IP地址配置本機(jī)地址。611.1.3DHCP服務(wù)器分配給客戶端的IP地址類型在客戶端向DHCP服務(wù)器申請IP地址時，服務(wù)器并不是總給它一個動態(tài)的IP地址，而是根據(jù)實(shí)際情況決定。1．動態(tài)IP地址客戶端從DHCP服務(wù)器那里取得的IP地址一般都不是固定的，而是每次都可能不一樣。在IP地址有限的單位內(nèi)，動態(tài)IP地址可以最大化地達(dá)到資源的有效利用。它利用并不是每個員工都會同時上線的原理，優(yōu)先為上線的員工提供IP地址，離線之后再收回。2．靜態(tài)IP地址客戶端從DHCP服務(wù)器那里取得的IP地址也并不總是動態(tài)的。比如，有的單位除了員工用計(jì)算機(jī)外，還有數(shù)量不少的服務(wù)器，這些服務(wù)器如果也使用動態(tài)IP地址，不但不利于管理，而且客戶端訪問起來也不方便。該怎么辦呢？我們可以設(shè)置DHCP服務(wù)器記錄特定計(jì)算機(jī)的MAC地址，然后為每個MAC地址分配一個固定的IP地址。至于如何查詢網(wǎng)卡的MAC地址，根據(jù)網(wǎng)卡是本機(jī)還是遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，采用的方法也有所不同。7小資料：什么是MAC地址？MAC地址也叫作物理地址或硬件地址，是由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商生產(chǎn)時寫在硬件內(nèi)部的（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MAC地址都是唯一的）。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，表面上看來是通過IP地址進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)際上最終是通過MAC地址來區(qū)分不同的節(jié)點(diǎn)的。（1）查詢本機(jī)網(wǎng)卡的MAC地址。這個很簡單，使用ifconfig命令。（2）查詢遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡的MAC地址。既然TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信最終要用到MAC地址，那么使用ping命令當(dāng)然也可以獲取對方的MAC地址信息，只不過它不會顯示出來，我們要借助其他的工具來完成。[root@RHEL7-1~]#ifconfig[root@RHEL7-1~]#ping-c10//ping遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)0一次[root@RHEL7-1~]#arp-n //查詢緩存在本地的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中的MAC地址8

項(xiàng)目設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備11.2.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)部署DHCP之前應(yīng)該先進(jìn)行規(guī)劃，明確哪些IP地址用于自動分配給客戶端（即作用域中應(yīng)包含的IP地址），哪些IP地址用于手工指定給特定的服務(wù)器。比如，在項(xiàng)目中IP地址要求如下。①適用的網(wǎng)絡(luò)是/24，網(wǎng)關(guān)為192.168.10.254。②192.168.10.1~192.168.10.30網(wǎng)段地址是服務(wù)器的固定地址。③客戶端可以使用的地址段為192.168.10.31~192.168.10.200，但05、07為保留地址。注意：用于手工配置的IP地址，一定要排除掉保留地址，或者采用地址池之外的可用IP地址，否則會造成IP地址沖突。11.2.2項(xiàng)目需求準(zhǔn)備部署DHCP服務(wù)應(yīng)滿足下列需求。（1）安裝Linux企業(yè)服務(wù)器版，用作DHCP服務(wù)器。（2）DHCP服務(wù)器的IP地址、子網(wǎng)掩碼、DNS服務(wù)器等TCP/IP參數(shù)必須手工指定，否則將不能為客戶端分配IP地址。（3）DHCP服務(wù)器必須要擁有一組有效的IP地址，以便自動分配給客戶端。（4）如果不特別指出，所有Linux的虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接方式都選擇：自定義，VMnet1（僅主機(jī)模式），如圖11-2所示。請讀者特別留意?。?圖11-2Linux虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接方式10項(xiàng)目實(shí)施11.3.1任務(wù)1在服務(wù)器RHEL7-1上安裝DHCP服務(wù)器（1）首先檢測系統(tǒng)是否已經(jīng)安裝了DHCP相關(guān)軟件。[root@RHEL7-1~]#rpm-qa|grepdhcp（2）如果系統(tǒng)還沒有安裝dhcp軟件包，可以使用yum命令安裝所需軟件包。①掛載ISO安裝鏡像。//掛載光盤到/iso下[root@RHEL7-1~]#mkdir/iso[root@RHEL7-1~]#mount/dev/cdrom/iso②制作用于安裝的yum源文件。[root@RHEL7-1~]#vim/etc/yum.repos.d/dvd.repo③使用yum命令查看dhcp軟件包的信息。[root@RHEL7-1~]#yuminfodhcp④使用yum命令安裝dhcp服務(wù)。[root@RHEL7-1~]#yumcleanall //安裝前先清除緩存[root@RHEL7-1~]#yuminstalldhcp-y軟件包安裝完畢之后，可以使用rpm命令再一次進(jìn)行查詢：rpm-qa|grepdhcp。結(jié)果如下。[root@RHEL7-1iso]#rpm-qa|grepdhcpdhcp-4.1.1-34.P1.el6.x86_64dhcp-common-4.1.1-34.P1.el6.x86_64

任務(wù)2熟悉DHCP主配置文件基本的DHCP服務(wù)器搭建流程如下所示。（1）編輯主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf，指定IP作用域（指定一個或多個IP地址范圍）。（2）建立租約數(shù)據(jù)庫文件。（3）重新加載配置文件或重新啟動dhcpd服務(wù)使配置生效。DHCP的工作流程如圖11-3所示。（1）客戶端發(fā)送廣播向服務(wù)器申請IP地址。（2）服務(wù)器收到請求后查看主配置文件dhcpd.conf，先根據(jù)客戶端的MAC地址查看是否為客戶端設(shè)置了固定IP地址。（3）如果為客戶端設(shè)置了固定IP地址，則將該IP地址發(fā)送給客戶端。如果沒有設(shè)置固定IP地址，則將地址池中的IP地址發(fā)送給客戶端。1112圖11-3DHCP的工作流程（4）客戶端收到服務(wù)器回應(yīng)后，客戶端給予服務(wù)器回應(yīng)，告訴服務(wù)器已經(jīng)使用了分配的IP地址。（5）服務(wù)器將相關(guān)租約信息存入數(shù)據(jù)庫。131．主配置文件dhcpd．conf（1）復(fù)制樣例文件到主配置文件。默認(rèn)主配置文件（/etc/dhcp/dhcpd.conf）沒有任何實(shí)質(zhì)內(nèi)容，打開查閱，發(fā)現(xiàn)里面有一句話“see/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example”。我們以樣例文件為例講解主配置文件。（2）dhcpd.conf主配置文件的組成部分。lparameters（參數(shù)）。ldeclarations（聲明）。loption（選項(xiàng)）。（3）dhcpd.conf主配置文件的整體框架。dhcpd.conf包括全局配置和局部配置。全局配置可以包含參數(shù)或選項(xiàng)，該部分對整個DHCP服務(wù)器生效。局部配置通常由聲明部分來表示，該部分僅對局部生效，比如只對某個IP作用域生效。dhcpd.conf文件的格式為：#全局配置參數(shù)或選項(xiàng);#全局生效#局部配置聲明{

參數(shù)或選項(xiàng);#局部生效}14dhcp范本配置文件內(nèi)容包含了部分參數(shù)、聲明以及選項(xiàng)的用法，其中注釋部分可以放在任何位置，并以“#”號開頭，當(dāng)一行內(nèi)容結(jié)束時，以“;”號結(jié)束，大括號所在行除外。可以看出整個配置文件分成全局和局部兩個部分。但是并不容易看出哪些屬于參數(shù)，哪些屬于聲明和選項(xiàng)。2．常用參數(shù)介紹

參數(shù)主要用于設(shè)置服務(wù)器和客戶端的動作或者是否執(zhí)行某些任務(wù)，比如設(shè)置IP地址租約時間、是否檢查客戶端所用的IP地址等，如表11-1所示。15參數(shù)作用ddns-update-style[類型]定義DNS服務(wù)動態(tài)更新的類型，類型包括none（不支持動態(tài)更新）、interim（互動更新模式）與ad-hoc（特殊更新模式）[allow|ignore]client-updates允許/忽略客戶端更新DNS記錄default-lease-time600默認(rèn)超時時間，單位是秒max-lease-time7200最大超時時間，單位是秒optiondomain-name-servers

定義DNS服務(wù)器地址optiondomain-name""定義DNS域名range000定義用于分配的IP地址池optionsubnet-mask

定義客戶端的子網(wǎng)掩碼optionrouters54定義客戶端的網(wǎng)關(guān)地址broadcase-address55定義客戶端的廣播地址ntp-server

定義客戶端的網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器（NTP）nis-servers

定義客戶端的NIS域服務(wù)器的地址Hardware

00:0c:29:03:34:02指定網(wǎng)卡接口的類型與MAC地址server-name

向DHCP客戶端通知DHCP服務(wù)器的主機(jī)名fixed-address05將某個固定的IP地址分配給指定主機(jī)time-offset

[偏移誤差]指定客戶端與格林尼治時間的偏移差表11-1dhcpd服務(wù)程序配置文件中使用的常見參數(shù)及其作用163．常用聲明介紹聲明一般用來指定IP作用域、定義為客戶端分配的IP地址池等。聲明格式如下：聲明{

選項(xiàng)或參數(shù);}常見聲明的使用如下。（1）subnet網(wǎng)絡(luò)號netmask子網(wǎng)掩碼{.………}。作用：定義作用域，指定子網(wǎng)。subnetnetmask{…………}注意：網(wǎng)絡(luò)號必須與DHCP服務(wù)器的至少一個網(wǎng)絡(luò)號相同。（2）rangedynamic-bootp起始IP地址

結(jié)束IP地址。作用：指定動態(tài)IP地址范圍。rangedynamic-bootp0000注意：可以在subnet聲明中指定多個range，但多個range所定義的IP范圍不能重復(fù)。174．常用選項(xiàng)介紹選項(xiàng)通常用來配置DHCP客戶端的可選參數(shù)，比如定義客戶端的DNS地址、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等。選項(xiàng)內(nèi)容都是以option關(guān)鍵字開始的。常見選項(xiàng)如下。（1）optionrouters

IP地址。作用：為客戶端指定默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。optionrouters54（2）optionsubnet-mask

子網(wǎng)掩碼。作用：設(shè)置客戶端的子網(wǎng)掩碼。optionsubnet-mask（3）optiondomain-name-serversIP地址。作用：為客戶端指定DNS服務(wù)器地址。optiondomain-name-servers注意：（1）（2）（3）選項(xiàng)可以用在全局配置中，也可以用在局部配置中。185．IP地址綁定在DHCP中的IP地址綁定用于給客戶端分配固定IP地址。比如，服務(wù)器需要使用固定IP地址就可以使用IP地址綁定，通過MAC地址與IP地址的對應(yīng)關(guān)系為指定的物理地址計(jì)算機(jī)分配固定IP地址。整個配置過程需要用到host聲明和hardware、fixed-

address參數(shù)。（1）host

主機(jī)名{......}。作用：用于定義保留地址。例如：hostcomputer1注意：該項(xiàng)通常搭配subnet聲明使用。（2）hardware類型硬件地址。作用：定義網(wǎng)絡(luò)接口類型和硬件地址。常用類型為以太網(wǎng)（ethernet），地址為MAC地址。例如：hardwareethernet3a:b5:cd:32:65:12（3）fixed-address

IP地址。作用：定義DHCP客戶端指定的IP地址。fixed-address05注意：（2）（3）項(xiàng)只能應(yīng)用于host聲明中。196．租約數(shù)據(jù)庫文件租約數(shù)據(jù)庫文件用于保存一系列的租約聲明，其中包含客戶端的主機(jī)名、MAC地址、分配到的IP地址，以及IP地址的有效期等相關(guān)信息。這個數(shù)據(jù)庫文件是可編輯的ASCII格式文本文件。每當(dāng)租約變化的時候，都會在文件結(jié)尾添加新的租約記錄。DHCP剛安裝好時，租約數(shù)據(jù)庫文件dhcpd.leases是個空文件。當(dāng)DHCP服務(wù)正常運(yùn)行時就可以使用cat命令查看租約數(shù)據(jù)庫文件內(nèi)容了。cat/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases11.3.3任務(wù)3配置DHCP的應(yīng)用案例現(xiàn)在完成一個簡單的應(yīng)用案例。1．案例需求技術(shù)部有60臺計(jì)算機(jī)，各計(jì)算機(jī)的IP地址要求如下。（1）DHCP服務(wù)器和DNS服務(wù)器的地址都是/24，有效IP地址段為~54，子網(wǎng)掩碼是，網(wǎng)關(guān)為54。（2）~0網(wǎng)段地址是服務(wù)器的固定地址。（3）客戶端可以使用的地址段為1~00，但05、07為保留地址，其中05保留給Client2。（4）客戶端Client1模擬所有的其他客戶端，采用自動獲取方式配置IP等地址信息。2．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建Linux服務(wù)器和客戶端的地址及MAC信息如11-2所示（可以使用VM的克隆技術(shù)快速安裝需要的Linux客戶端）。20

21表11-2Linux服務(wù)器和客戶端的地址及MAC信息主機(jī)名稱操作系統(tǒng)IP地址MAC地址DHCP服務(wù)器：RHEL7-1RHEL

700:0c:29:2b:88:d8Linux客戶端：Client1RHEL7自動獲取00:0c:29:64:08:86Linux客戶端：Client2RHEL7保留地址00:0c:29:03:34:023臺安裝了RHEL7.4的計(jì)算機(jī)，連網(wǎng)方式都設(shè)為hostonly（VMnet1），其中，一臺作為服務(wù)器，兩臺作為客戶端使用。223．服務(wù)器端配置（1）定制全局配置和局部配置，局部配置需要把192.168.10.0/24網(wǎng)段聲明出來，然后在該聲明中指定一個IP地址池，范圍為192.168.10.31~192.168.10.200，但要去掉05和07，其他分配給客戶端使用。注意range的寫法！（2）要保證使用固定IP地址，就要在subnet聲明中嵌套host聲明，目的是要單獨(dú)為Client2設(shè)置固定IP地址，并在host聲明中加入IP地址和MAC地址綁定的選項(xiàng)以申請固定IP地址。全部配置文件的內(nèi)容如下。ddns-update-stylenone;log-facilitylocal7;subnetnetmask{range104;range0606;range0800;optiondomain-name-servers;optiondomain-name"myDHCP.";optionrouters54;optionbroadcast-address55;default-lease-time600;max-lease-time7200;}hostClient2{hardwareethernet00:0c:29:03:34:02;fixed-address05;}23（3）配置完成保存并退出，重啟dhcpd服務(wù)，并設(shè)置開機(jī)自動啟動。[root@RHEL7-1~]#systemctlrestartdhcpd[root@RHEL7-1~]#systemctlenabledhcpdCreatedsymlinkfrom/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.serviceto/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service.特別注意：如果啟動DHCP失敗，可以使用“dhcpd”命令進(jìn)行排錯，一般啟動失敗的原因如下。①配置文件有問題。l內(nèi)容不符合語法結(jié)構(gòu)，例如少個分號。l聲明的子網(wǎng)和子網(wǎng)掩碼不符合。②主機(jī)IP地址和聲明的子網(wǎng)不在同一網(wǎng)段。③主機(jī)沒有配置IP地址。④配置文件路徑出問題，比如在RHEL6以下的版本中，配置文件保存在了/etc/dhcpd.

conf，但是在rhel6及以上版本中，卻保存在了/etc/dhcp/dhcpd.conf。244．在客戶端Client1上進(jìn)行測試注意：如果在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該不會出問題。但如果您用的是VMWare12或其他類似版本，虛擬機(jī)中的Windows客戶端可能會獲取到網(wǎng)絡(luò)中的一個地址，與我們的預(yù)期目標(biāo)相背。這時，需要關(guān)閉VMnet8和VMnet1的DHCP服務(wù)功能。關(guān)閉VMnet8和VMnet1的DHCP服務(wù)功能的方法如下（本項(xiàng)目的服務(wù)器和客戶機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接都使用V