Linux系統(tǒng)管理及應用項目式教程（RHEL9CentOSStream9）（微課版）（第2版） 課件 項目11 配置DHCP服務器（第2版）

公司使用DHCP服務器為員工的計算機動態(tài)分配IP地址，解決了手動配置網(wǎng)絡參數(shù)的麻煩，即便是多臺計算機同時聯(lián)網(wǎng)也不會產(chǎn)生IP地址沖突問題，有效地提高了辦公效?率。小喬對搭建DHCP服務器的技術產(chǎn)生了濃厚的興趣，她決定學習DHCP的相關知識，并使用虛擬機軟件配置一臺DHCP服務?器。了解DHCP服務的工作過?程。掌握DHCP服務器的安裝和配置。掌握DHCP客戶端功能的配置方?法。具有精益求精的工匠精神。1了解DHCP服務的工作原理2安裝與配置DHCP服務器3

配置DHCP客戶端功能11.1了解DHCP服務的工作原理11.1.1認識DHCP服務DHCP主要用于為局域網(wǎng)中的計算機動態(tài)分配IP地址、網(wǎng)關地址、DNS服務器地址等網(wǎng)絡參數(shù)，網(wǎng)絡管理人員通過DHCP能更好地對局域網(wǎng)中的計算機進行集中管?理。DHCP基于UDP實現(xiàn)，根據(jù)角色分為DHCP服務器和DHCP客戶端，其中DHCP服務器負責管理IP地址池，并將IP地址動態(tài)分配給客戶端；DHCP客戶端從服務器處動態(tài)獲取IP地址、網(wǎng)關地址、DNS服務器地址等網(wǎng)絡參?數(shù)。簡單來說，DHCP是用于給網(wǎng)絡中的客戶端動態(tài)分配IP地址等參數(shù)的網(wǎng)絡協(xié)?議。說明：

為了簡潔明了，本項目中的客戶端都是指支持DHCP的客戶端主?機。

本項目包含DHCP服務器、DNS服務器、網(wǎng)絡時間服務器等明確類型的服務器，還有在【素養(yǎng)提示】中不特指某種明確類型的服務器。經(jīng)篩查，基本無語義不明確、無法區(qū)分是哪

種服務器的文字描述，故在“說明”中就不再統(tǒng)一說?明。11.1.2熟悉DHCP服務的工作過程在DHCP客戶端初次被分配IP地址的過程中，客戶端發(fā)送廣播數(shù)據(jù)包給整個局域網(wǎng)內的所有主機，只有局域網(wǎng)內存在DHCP服務器時，才會響應客戶端的IP地址請求，因此，DHCP服務器與DHCP客戶端應該處于同一個局域網(wǎng)?內。在DHCP服務運行過程中，DHCP客戶端以UDP68號端口進行數(shù)據(jù)傳輸，而DHCP服務器以UDP67號端口進行數(shù)據(jù)傳輸。DHCP服務不僅體現(xiàn)在為DHCP客戶端自動分配IP地址的過程中，還體現(xiàn)在后面的IP地址續(xù)約和釋放過程?中。DHCP服務器為DHCP客戶端初次自動分配IP地址的工作過程被劃分為4個階段，如圖11-1所?示。圖11-1

DHCP服務的工作過程11.1.2熟悉DHCP服務的工作過程1．發(fā)現(xiàn)階段在發(fā)現(xiàn)階段，DHCP客戶端獲取網(wǎng)絡中DHCP服務器的信息。客戶端配置了DHCP客戶端程序并啟動網(wǎng)絡后，使用IP地址0.0.0.0和UDP68號端口在局域網(wǎng)內以廣播方式發(fā)送DHCPDISCOVER（DHCP發(fā)現(xiàn)）報文，此報文中包含客戶端網(wǎng)卡的MAC地址等信息，尋找網(wǎng)絡中的DHCP服務器，請求IP地址租?約。2．提供階段在提供階段，DHCP服務器向DHCP客戶端提供預分配的IP地址。網(wǎng)絡中的每個DHCP服務器接收到DHCP客戶端的DHCPDISCOVER報文后，都會根據(jù)自己地址池中IP地址的分配優(yōu)先次序選出一個IP地址，然后使用UDP67號端口以廣播方式發(fā)送DHCPOFFER（DHCP提供）報文給DHCP客戶端的UDP68號端口，此報文包含待出租的IP地址及地址租期等信息。DHCP客戶端通過對比封裝在報文中的目的MAC地址來確定是否接收該報?文。在該階段，DHCP服務器通過DHCPOFFER報文向DHCP客戶端提供IP地址預分配信?息。11.1.2熟悉DHCP服務的工作過程3．選擇階段在選擇階段，DHCP客戶端選擇IP地址。如果網(wǎng)絡中有多臺DHCP服務器向DHCP客戶端發(fā)來DHCPOFFER報文，則該客戶端只選擇接收最先收到的DHCPOFFER報文，然后以廣播方式發(fā)送DHCPREQUEST（DHCP請求）報文作為回應。該報文包含DHCP服務器在DHCPOFFER報文中預分配的IP地址、對應的DHCP服務器地址等。這就相當于同時告訴其他DHCP服務器，它們可以釋放提供的地址，并將這些地址回收到可用地址池?中。在該階段，DHCP客戶端通過DHCPREQUEST報文確認選擇第一個DHCP服務器為它提供IP地址自動分配服?務。4．確認階段在確認階段，DHCP服務器確認分配給DHCP客戶端的IP地址。被DHCP客戶端選擇的DHCP服務器收到該DHCP客戶端發(fā)來的DHCPREQUEST報文后，如果確認將地址分配給該DHCP客戶端，則以廣播方式返回DHCPACK（DHCP確認響應）報文作為響應，正式確認該DHCP客戶端的租用請求；否則返回DHCPNAK（DHCP拒絕響應）報文，表明地址不能分配給該DHCP客戶?端。在該階段，被DHCP客戶端選擇的DHCP服務器通過DHCPACK報文把在DHCPOFFER報文中準備的IP地址租給對應的DHCP客戶?端。提示

：

當DHCP客戶端的IP地址租約期限達到50%和87.5%時，DHCP客戶端會向為其提供IP地址的DHCP服務器發(fā)出DHCPREQUEST請求更新IP地址租約。如果DHCP客戶端接收到該DHCP服務器回應的DHCPACK報文，就根據(jù)報文中提供的新租期及其他已經(jīng)更新的TCP/IP參數(shù)更新自己的配置，IP地址租約更新完成。若租約期限達到100%，DHCP客戶端仍未更新租約，則必須放棄當前使用的IP地址，重新申?請。11.1.2熟悉DHCP服務的工作過程11.2安裝與配置DHCP服務器11.2安裝與配置DHCP服務器接下來在Linux虛擬機中安裝DHCP服務器，并介紹DHCP服務器的配置方?法。DHCP服務器的配置參數(shù)如表11-1所?示。DHCP服務器分配給DHCP客戶端的子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，網(wǎng)關地址為192.168.200.2，DNS服務器地址為8.8.8.8。表11-1

DHCP服務器的配置參數(shù)節(jié)點主機名IP地址/子網(wǎng)掩碼位數(shù)網(wǎng)絡工作模式IP地址池Server192.168.200.3/24NAT模式192.168.200.51～192.168.200.8011.2.1安裝DHCP服務器1．配置網(wǎng)絡環(huán)境在VMwareWorkstationPro17主界面中選擇“編輯”→“虛擬網(wǎng)絡編輯器”命令。在打開的“虛擬網(wǎng)絡編輯器”對話框中選擇名稱為VMnet8的網(wǎng)絡（類型為NAT模式），對VMnet8的網(wǎng)絡環(huán)境進行配?置。（1）將子網(wǎng)IP地址設置為192.168.200.0，將子網(wǎng)掩碼設置為255.255.255.0。（2）取消勾選“使用本地DHCP服務將IP地址分配給虛擬機”復選框，關閉VMware提供的本地DHCP服?務。（3）單擊“NAT設置”按鈕，在彈出的“NAT設置”對話框中，將網(wǎng)關IP地址設置為192.168.200.2。以上全部設置的操作界面如圖11-2所?示。（a）

（b）圖11-2

設置VMnet8網(wǎng)絡環(huán)境的操作界面11.2.1安裝DHCP服務器2．配置DHCP服務器的網(wǎng)絡參數(shù)（1）使用nmcli命令配置網(wǎng)絡連接ens160的IP地址等網(wǎng)絡參數(shù)，命令如?下。[root@Server~]#nmclicmodifyens160\ipv4.methodmanual\ipv4.addr192.168.200.3/24\ipv4.gateway192.168.200.2\ipv4.dns8.8.8.8\connection.autoconnectyes（2）重新加載網(wǎng)絡連接ens160的配置，并激活連?接。[root@Server~]#nmclicreload&&nmclicupens1603．獲取DHCP服務器軟件包dhcp-server是在Linux系統(tǒng)中配置DHCP服務器的軟件包，RHEL9.2系統(tǒng)安裝光盤中自帶該軟件包（版本號為4.4.2）。為了便于處理安裝DHCP服務器軟件包時的依賴關系，下面采用yum方式安?裝。11.2.1安裝DHCP服務器4．配置本地yum倉庫（1）將Server節(jié)點虛擬機的CD/DVD設備連接RHEL9.2系統(tǒng)安裝光盤的ISO映像文?件。（2）創(chuàng)建RHEL9.2系統(tǒng)安裝光盤的掛載點/iso，并掛載光?盤。[root@Server~]#mkdir/iso[root@Server~]#mount/dev/cdrom/iso（3）創(chuàng)建本地yum倉庫的配置文件/etc/yum.repos.d/local.repo。[root@Server~]#vi/etc/yum.repos.d/local.repo11.2.1安裝DHCP服務器在local.repo文件中增加以下內?容。[BaseOS]name=BaseOSbaseurl=file:///iso/BaseOSgpgcheck=0enabled=1[AppStream]name=AppStreambaseurl=file:///iso/AppStreamgpgcheck=0enabled=111.2.1安裝DHCP服務器（4）重建yum緩存，確保本地yum倉庫可?用。[root@Server~]#yumcleanall[root@Server~]#yummakecache[root@Server~]#yumrepolist5．安裝dhcp-server軟件包使用yum命令安裝dhcp-server軟件?包。[root@Server~]#yuminstall-ydhcp-serverDHCP服務器安裝完畢，會在系統(tǒng)中注冊名稱為dhcpd.service的服務，接下來需要進一步配置DHCP服務器，才能啟動此服?務。11.2.2配置DHCP服務器DHCP服務器的主配置文件是/etc/dhcp/dhcpd.conf（以下簡稱dhcpd.conf），默認該文件僅包含一些以#開頭的注釋。配置該文件時，可以參考模板文件/usr/share/doc/dhcp-server/dhcpd.conf.example中的參考示例，或者執(zhí)行man5dhcpd.conf命令獲取配置dhcpd.conf的相關幫?助。1．熟悉DHCP服務器的主配置文件（1）dhcpd.conf文件的結?構。dhcpd.conf文件的內容由全局配置和局部配置兩部分構成。全局配置對整個DHCP服務器生效，局部配置僅對所聲明的子網(wǎng)生效。dhcpd.conf文件中的配置項包括聲明、參數(shù)和選項等3種類型。dhcpd.conf文件的結構如?下。#第一部分：全局配置參數(shù)或選項;#第二部分：局部配置聲明{參數(shù)或選項;}11.2.2配置DHCP服務器（2）DHCP服務器的聲?明。聲明用來描述DHCP服務器中對網(wǎng)絡布局的劃分，即聲明IP地址的作用域。DHCP服務器常用的聲明如表11-2所?示。表11-2

DHCP服務器常用的聲明聲明說明subnet聲明一個子網(wǎng)，即聲明子網(wǎng)作用域netmask聲明子網(wǎng)掩碼range聲明動態(tài)分配IP地址的范圍host聲明一個主機，為其分配固定的IP地址group為一組參數(shù)提供聲明shared-network用來指定共享相同網(wǎng)絡的子網(wǎng)，即聲明超級作用域subnet是dhcpd.conf文件常用的聲明。例如，聲明一個網(wǎng)絡號為192.168.200.0的子網(wǎng)作用域，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，格式如?下。subnet192.168.200.0netmask255.255.255.0{#配置參數(shù)或選項;}11.2.2配置DHCP服務器（3）DHCP服務器的參?數(shù)。參數(shù)由參數(shù)名和參數(shù)值組成，用來確定DHCP服務器的運行參數(shù)，如默認租約時間、最長租約時間等。參數(shù)以分號結束，可以位于全局配置或聲明的局部配置中。DHCP服務器常用的參數(shù)如表11-3所?示。表11-3DHCP服務器常用的參數(shù)參數(shù)名說明default-lease-time默認租約時間，單位為smax-lease-time最長租約時間，單位為shardware指定網(wǎng)卡類型（比如ethernet表示以太網(wǎng)卡）和MAC地址server-name向客戶端通知DHCP服務器的名稱fixed-address給客戶端分配一個保留的固定IP地址11.2.2配置DHCP服務器（4）DHCP服務器的選?項。選項以option關鍵字開頭，后面跟上具體的配置選項名和對應的選項值，一般用于配置DHCP服務器的可選參數(shù)，如網(wǎng)關地址、子網(wǎng)掩碼、DNS服務器地址等。選項也以分號結束，可以位于全局配置或聲明的局部配置中。DHCP服務器常用的選項如表11-4所?示。表11-4

DHCP服務器常用的選項選項名說明subnet-mask為客戶端設定子網(wǎng)掩碼domain-name為客戶端設定DNS域名domain-name-servers為客戶端設定DNS服務器地址host-name為客戶端設定主機名稱routers為客戶端設定網(wǎng)關地址broadcast-address為客戶端設定廣播地址ntp-servers為客戶端設定網(wǎng)絡時間服務器（NTP服務器）的IP地址11.2.2配置DHCP服務器2．配置DHCP服務器編輯配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf。[root@Server~]#vi/etc/dhcp/dhcpd.conf在dhcpd.conf配置文件中增加以下內?容。#全局配置default-lease-time600; #默認租約時間為600smax-lease-time7200; #最長租約時間為7200s#局部配置subnet192.168.200.0netmask255.255.255.0{ #聲明一個內部子網(wǎng)range192.168.200.51192.168.200.80; #聲明當前子網(wǎng)使用的IP地址池optiondomain-name-servers8.8.8.8; #設定客戶端的DNS服務器地址optionrouters192.168.200.2; #設定客戶端的網(wǎng)關地址optionbroadcast-address192.168.200.255; #設定客戶端的廣播地址11.2.2配置DHCP服務器3．啟動dhcpd服務（1）啟動dhcpd服務并設置開機自動啟?動。[root@Server~]#systemctlstartdhcpd[root@Server~]#systemctlenabledhcpdCreatedsymlink/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service→/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service.dhcpd.service是DHCP服務器在Linux系統(tǒng)中創(chuàng)建的服務名?稱。（2）使用ss命令查看dhcpd服務的運行狀?態(tài)。[root@Server~]#ss-nulp|grepdhcpdUNCONN000.0.0.0:670.0.0.0:*users:(("dhcpd",pid=12706,fd=7))從命令執(zhí)行結果中可以看到，dhcpd服務已在監(jiān)聽UDP67號端?口。11.3配置DHCP客戶端功能11.3.1在Windows客戶端中配置DHCP客戶端功能下面以配置Windows11物理機中的VMwareNetworkAdapterVMnet8網(wǎng)卡為例，介紹DHCP客戶端功能的配置方?法。1．設置網(wǎng)卡自動獲得IP地址在Windows系統(tǒng)中打開“網(wǎng)絡連接”窗口，如圖11-3所?示。（1）選中“VMwareNetworkAdapterVMnet8”（在NAT模式下，物理機通過此網(wǎng)卡與虛擬機通信），然后單擊“更改此連接的設置”按鈕，打開此網(wǎng)絡連接的屬性對話框，如圖11-4所?示。

圖11-3“網(wǎng)絡連接”窗口

圖11-4

網(wǎng)絡連接的屬性對話框（2）在打開的“VMwareNetworkAdapterVMnet8屬性”對話框中雙擊“Internet協(xié)議版本4(TCP/IPv4)”，在彈出的“Internet協(xié)議版本4(TCP/IPv4)屬性”對話框中分別選中“自動獲得IP地址”和“自動獲得DNS服務器地址”單選按鈕，如圖11-5所示，然后單擊“確定”按?鈕。（3）完成上述設置后，Windows客戶端將立即向DHCP服務器申請IP地址。選中圖11-3所示的“網(wǎng)絡連接”窗口中的“VMwareNetworkAdapterVMnet8”，單擊“查看此連接的狀態(tài)”按鈕，打開“VMwareNetworkAdapterVMnet8狀態(tài)”對話框。單擊該對話框中的“詳細信息...”按鈕，在彈出的“網(wǎng)絡連接詳細信息”對話框中顯示了Windows客戶端已獲取的IP地址、租期等信息，如圖11-6所?示。11.3.1在Windows客戶端中配置DHCP客戶端功能圖11-5“Internet協(xié)議版本4(TCP/IPv4)屬性”對話框

圖11-6

“網(wǎng)絡連接詳細信息”對話框2．IP地址的釋放與重新獲取當Windows客戶端不再需要從DHCP服務器獲取的IP地址時，可以在Windows命令提示符中執(zhí)行ipconfig/release命令將已經(jīng)獲取的IP地址釋?放。如果Windows客戶端需要重新向DHCP服務器申請IP地址，可執(zhí)行ipconfig/renew命?令。11.3.1在Windows客戶端中配置DHCP客戶端功能11.3.2在Linux客戶端中配置DHCP客戶端功能下面以配置Linux虛擬機中的ens160網(wǎng)卡為例，介紹DHCP客戶端功能的配置方?法。（1）準備一臺Linux虛擬機（主機名為Client）作為DHCP客戶端，該虛擬機的網(wǎng)絡連接采用NAT模式，并確保該虛擬機與DHCP服務器在同一網(wǎng)絡?中。（2）使用Vi編輯器修改客戶端Client中的ens160.nmconnection配置文?件。[root@Client~]#vi/etc/NetworkManager/system-connections/ens160.nmconnection將ipv4配置段中的method參數(shù)值修改為auto，并刪除address、dns等參?數(shù)。[ipv4]method=auto（3）重新加載客戶端Client中網(wǎng)絡連接ens160的配置，并激活連接，以便向DHCP服務器申請IP地?址。[root@Client~]#nmclicreload&&nmclicupens160（4）使用ip命令查看客戶端Client中ens160網(wǎng)卡獲取的IP地址等網(wǎng)絡參?數(shù)。[root@Client~]#ipasens1602:ens160:<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP>mtu1500qdiscmqstateUPgroupdefaultqlen1000link/ether00:0c:29:76:63:e3brdff:ff:ff:ff:ff:ffaltnameenp3s0inet192.168.200.52/24brd192.168.200.255scopeglobaldynamicnoprefixrouteens160valid_lft416secpreferred_lft416secinet6fe80::20c:29ff:fe76:63e3/64scopelinknoprefixroutevalid_lftforeverpreferred_lftforever命令執(zhí)行結果顯示，客戶端Client獲取的IP地址為192.168.200.52。素養(yǎng)提升：在配置服務器時，哪怕有一個步驟出錯，服務器都可能無法啟動或者運轉不正常。服務器是互聯(lián)網(wǎng)中各種服務的載體，服務器配置與運維的質量主要體現(xiàn)在性能、可用性、伸縮性、安全性等方面，運轉不穩(wěn)定的服務器會嚴重影響客戶的使用體驗。由于服務器基礎架構的變動不是很大，從事服務器運維工作越久越有經(jīng)驗。但是運維工作不是隨隨便便就能干好的，運維工作講究的是工匠精神，運維人員應腳踏實地、堅持不懈，做每件事時都精益求精，在工作中不斷解決問題，形成經(jīng)驗沉?淀。11.3.2在Linux客戶端中配置DHCP客戶端功能項目實施1需求分析與規(guī)劃2配置DHCP服務器3

驗證DHCP客戶端的功能任務11-1需求分析與規(guī)劃任務11-1需求分析與規(guī)劃本項目實施要組建一個DHCP網(wǎng)絡，由一臺DHCP服務器負責給局域網(wǎng)中的其他計算機分配IP地址、網(wǎng)關地址和DNS服務器地址等網(wǎng)絡參數(shù)。DHCP服務器的配置參數(shù)如?下。（1）DHCP服務器的IP地址為192.168.200.3/24。（2）DHCP服務器動態(tài)分配給客戶端的IP地址池是192.168.200.11～192.168.200.240，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，網(wǎng)關地址為192.168.200.2，DNS服務器地址為8.8.8.8。（3）IP地址的默認租期為1天，最長租期為7天。該網(wǎng)絡的拓撲結構如圖11-7所?示。

圖11-7DHCP網(wǎng)絡的拓撲結構任務11-1需求分析與規(guī)劃在項目實施中，需要使用3臺Linux虛擬機。使用一臺最小安裝的RHEL9.2虛擬機來配置DHCP服務器，再分別以兩臺Linux虛擬機作為DHCP客戶端進行測試。將所有虛擬機的網(wǎng)絡工作模式都設置為NAT模式，并關閉VMware提供的本地DHCP服務。虛擬機節(jié)點的具體規(guī)劃如表11-5所?示。提示

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在安裝Linux操作系統(tǒng)過程中，選擇安裝包時一般應遵循“最小安裝原則”，即只安裝最基本的功能，不安裝不需要的或者不確定是否需要的軟件包，這樣可以在一定程度上為系統(tǒng)“瘦身”，使服務器生產(chǎn)環(huán)境簡潔，最大限度確保系統(tǒng)安?全。任務11-2配置DHCP服務器任務11-2配置DHCP服務器（1）配置網(wǎng)絡環(huán)?境。參考11.2.1節(jié)中配置網(wǎng)絡環(huán)境的操作方法，在“虛擬網(wǎng)絡編輯器”對話框中對VMnet8網(wǎng)絡完成以下配?置。①

將子網(wǎng)IP地址設置為192.168.200.0，將子網(wǎng)掩碼設置為255.255.255.0。②

關閉VMware提供的本地DHCP服?務。③

將網(wǎng)關IP地址設置為192.168.200.2。（2）配置DHCP服務器的主機?名。[root@localhost~]#hostnamectlset-hostnameServer[root@localhost~]#bash（3）配置DHCP服務器的IP地址等網(wǎng)絡參?數(shù)。[root@Server~]#nmclicmodifyens160\ipv4.methodmanual\ipv4.addr192.168.200.3/24\ipv4.gateway192.168.200.2\ipv4.dns8.8.8.8\connection.autoconnectyes[root@Server~]#nmclicreload&&nmclicupens160任務11-2配置DHCP服務器（4）配置本地yum倉?庫。參考11.2.1節(jié)中配置本地yum倉庫的操作方法，完成配?置。（5）安裝dhcp-server軟件?包。[root@Server~]#yuminstall-ydhcp-server（6）編輯配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf。[root@Server~]#vi/etc/dhcp/dhcpd.conf#添加以下內容default-lease-time86400; #設置默認租期max-lease-time604800; #設置最長租期subnet192.168.200.0netmask255.255.255.0{ #聲明一個內部子網(wǎng)range192.168.200.11192.168.200.240; #聲明當前子網(wǎng)使用的IP地址池optiondomain-name-servers8.8.8.8; #設定客戶端的DNS服務器地址optionrouters192.168.200.2; #設定客戶端的網(wǎng)關地址optionbroadcast-add