DHCP原理與配置

了解DHCP服務(wù)

• DHCP是由internet工作任務(wù)小組設(shè)計開發(fā)的，專門用于為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的計算機自動分配TCP/IP參數(shù)的協(xié)議

使用DHCP的好處

• 減少管理員的工作量
• 避免IP地址沖突
• 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)更改IP地址段時，不需要再重新配置每個用戶的IP地址
• 提高了IP地址的利用率
• 方便客戶端的配置

DHCP的分配方式

• 自動分配

  • 分配到一個IP地址后永久使用

• 手動分配

  • 由DHCP服務(wù)器管理員專門指定IP地址

• 動態(tài)分配

  • 使用完后釋放改IP，供其它客戶機使用
• 手動分配
  • 由DHCP服務(wù)器管理員專門指定IP地址

DHCP的租約過程

• 客戶機從DHCP服務(wù)器獲得IP地址的工程稱為DHCP的租約過程

• 租約過程分為4個步驟

  1、客戶機請求IP地址 Discover

  • 當(dāng)一個DHCP客戶機啟動時，客戶機還沒有IP地址，所以客戶機要通過DHCP獲取一個合法的地址，此時DHCP客戶機一廣播方式發(fā)送DHCP Discover發(fā)現(xiàn)信息來尋找DHCP服務(wù)器

  2、響應(yīng)服務(wù) Offer

  • 當(dāng)DHCP服務(wù)器接收到來自客戶機請求IP地址的信息時，它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供給客戶機，如果有。DHCP服務(wù)器就將此IP地址做上標記，加入到DHCP Offer的消息中，然DHCP服務(wù)器就廣播一則DHCP Offer消息

  3、客戶機選擇IP地址 Request

  • DHCP客戶機從接收到的第一個DHCP Offer消息中提取IP地址，發(fā)出IP地址的DHCP服務(wù)器將該地址保留，這樣該地址就不能再分配給另一個DHCP客戶機

  4、服務(wù)器確定租約 ACK

  • DHCP服務(wù)器接受到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客戶機廣播成功確認，該消息包含有IP地址的有效租約和其他可配置的信息

• DHCP客戶機每次重新登錄網(wǎng)絡(luò)時，不需要再發(fā)送DHCP Discover信息，而是直接發(fā)送包含前一次所分配的IP地址的DHCP Request請求信息

• 更新租約
  • 當(dāng)DHCP服務(wù)器向客戶機出租的IP地址租期達到50%是，就需要更新租約
  • 客戶機直接向提供租約的服務(wù)器發(fā)送DHCP Request包，要求更新現(xiàn)有的地址租約

使用DHCP動態(tài)配置主機地址

• DHCP服務(wù)

  為大量客戶機自動分配地址，提供集中管理

  減輕管理和維護成本、提高網(wǎng)絡(luò)配置效率

• 可分配的地址信息主要包括

  網(wǎng)卡的IP地址、子網(wǎng)掩碼

  對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址

  默認網(wǎng)關(guān)地址

  DNS服務(wù)器地址

• 安裝DHCP服務(wù)器

[root@localhost ~]# yum install dhcp -y

• 主配置文件

  • /etc/dhcp/dhcpd.conf
• 查看租約文件
  • /var/lib/dhcpd/dhcpd.lease

使用DHCP客戶端

• 修改網(wǎng)卡配置文件

  • BOOTPROTO=dhcp
• 使用dhclient命令
  • dhclient [-d] [網(wǎng)絡(luò)接口名]

搭建DHCP中繼服務(wù)

實驗環(huán)境：

• 使用VMware 15
• c3725路由鏡像文件
• 使用GNS3 1.3.1  使用方法 http://www.gmnon.cn/Linux/2019-10/160968.htm
• win 10 鏡像
• win 7 鏡像
• CentOS 7鏡像

相關(guān)資料可從以下信息得到下載：

點擊這個http://www.linuxidc.com/Linux/2013-12/93755.htm 鏈接關(guān)注 Linux公社官方微信，關(guān)注后回復(fù)數(shù)字160967。即可得到網(wǎng)友的分享密碼。

如果取消關(guān)注Linux公社公眾號，即使再次關(guān)注，也將無法提供本服務(wù)！

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1u6K8fhZgEkEJD1qyKctAaw 密碼：獲得見上面的方法，地址失效請在下面留言。

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搭建服務(wù)

1、在GNS3中搭建DHCP中繼服務(wù)的拓撲圖，方便我們搭建服務(wù)的時候理清思路。在這里我使用一臺win 10虛擬機、一臺win 7虛擬機、一臺CentOS 7虛擬機、兩臺c3725路由設(shè)備。首先添加兩臺路由設(shè)備，并在路由設(shè)備上添加磁盤空間方便我們創(chuàng)建vlan，添加2層交換接口，方便我們把路由設(shè)備做成一個3層交換設(shè)備與一個2層交換設(shè)備。添加三臺host主機，分別更名為DHC、win 10、win 7，這個時候還需要我們在VMware 15虛擬機設(shè)備中添加兩塊虛擬網(wǎng)卡，設(shè)知道僅主機模式，這個時候在重新回到GNS3中使用鏈接線將設(shè)備接起來，這個實驗中我們將劃分3個vlan，分別將3臺虛擬機劃分到不同的vlan中（vlan地址劃分：vlan10：192.168.10.1/24、vlan20：192.168.20.1/24、vlan100：192.168.100.1/24，給DHCP服務(wù)器指定靜態(tài)IP地址 192.168.100.100。如下圖所示：

2、打開VMware 15，開啟win 10、win 7、CentOS 7虛擬機，在CentOS 7虛擬機中安裝DHCP服務(wù)；安裝完成后分別給win 10、win 7、CentOS 7虛擬機綁定網(wǎng)卡，win 10綁定VMnet2網(wǎng)卡，win 7綁定VMnet3網(wǎng)卡CentOS 7綁定VMnet1網(wǎng)卡；然會回到CentOS 7中配置靜態(tài)路由、配置DHCP服務(wù)，完成后開啟服務(wù)，關(guān)閉防火墻，關(guān)閉增強性安全文件。

[root@localhost ~]# yum install dhcp -y   //安裝DHCP服務(wù)  已加載插件：fastestmirror, langpacks  base                                                                                | 3.6 kB  00:00:00       extras                                                                              | 3.4 kB  00:00:00       updates                                                                             | 3.4 kB  00:00:00       (1/4): base/7/x86_64/group_gz                                                      | 166 kB  00:00:00       (2/4): base/7/x86_64/primary_db                                                    | 6.0 MB  00:00:01      ...//省略部分內(nèi)容...

[root@localhost ~]# ifconfig  //查看網(wǎng)卡信息  ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500   //此時無法獲取IP地址          inet6 fe80::a85a:c203:e2e:3f3c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>          ether 00:0c:29:5b:d3:a0  txqueuelen 1000  (Ethernet)          RX packets 47  bytes 30451 (29.7 KiB)          RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0          TX packets 122  bytes 13596 (13.2 KiB)          ...//省略部分內(nèi)容...  [root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  //進入ens33網(wǎng)卡配置文件    TYPE=Ethernet  PROXY_METHOD=none  BROWSER_ONLY=no  BOOTPROTO=static          //更改dhcp為static配置靜態(tài)IP地址  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=2ef6b862-5201-48c5-a450-23b3720ab3a0  DEVICE=ens33  ONBOOT=yes  IPADDR=192.168.100.100         //配置IP地址  NETMASK=255.255.255.0          //配置子網(wǎng)掩碼  GATEWAY=192.168.100.1          //配置網(wǎng)關(guān)  ~                                                                                        ~                                                                                           :wq                             //保存退出      [root@localhost ~]# service network restart          //重新啟動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)  Restarting network (via systemctl):                        [  確定  ]  [root@localhost ~]# ifconfig                          //查看網(wǎng)卡信息  ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500  //獲取靜態(tài)IP地址          inet 192.168.100.100  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.100.255          inet6 fe80::a85a:c203:e2e:3f3c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>          ether 00:0c:29:5b:d3:a0  txqueuelen 1000  (Ethernet)          RX packets 48  bytes 30694 (29.9 KiB)          ...//省略部分內(nèi)容...

[root@localhost ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf         //進入dhcp服務(wù)主配置文件    #  # DHCP Server Configuration file.  #   see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example  //顯示dhcp配置文件模板位置  #   see dhcpd.conf(5) man page  #  ~                                                                                        ...//省略部分內(nèi)容...                                                                      ~                                                                                        :r /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example  //將dhcpd配置文件模板寫入主配置文件  //寫入的著配置文件：  #  # dhcpd.conf  #  # Sample configuration file for ISC dhcpd  #    # option definitions common to all supported networks...  option domain-name "example.org";  option domain-name-servers ns1.example.org, ns2.example.org;    default-lease-time 600;  max-lease-time 7200;    # Use this to enble / disable dynamic dns updates globally.  #ddns-update-style none;    # If this DHCP server is the official DHCP server for the local  # network, the authoritative directive should be uncommented.  #authoritative;    # Use this to send dhcp log messages to a different log file (you also  # have to hack syslog.conf to complete the redirection).  log-facility local7;    # No service will be given on this subnet, but declaring it helps the      # DHCP server to understand the network topology.    subnet 10.152.187.0 netmask 255.255.255.0 {  }                                                 //主要在此處做出更改    # This is a very basic subnet declaration.    subnet 10.254.239.0 netmask 255.255.255.224 {    range 10.254.239.10 10.254.239.20;    option routers rtr-239-0-1.example.org, rtr-239-0-2.example.org;  }    //更改后的配置文件信息：  ...//省略部分內(nèi)容...  # No service will be given on this subnet, but declaring it helps the   # DHCP server to understand the network topology.    subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {       //更改IP網(wǎng)段          range 192.168.100.100 192.168.100.200;     //可以分配的IP地址范圍          option routers 192.168.100.1;              //網(wǎng)關(guān)信息（注意，每段結(jié)束以；結(jié)尾）  }                                                  //注意最后的大括號不可刪除，否則服務(wù)無法開啟    subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {          range 192.168.10.100 192.168.10.200;    //添加vlan 10網(wǎng)段的地址分配條目          option routers 192.168.10.1;  }    subnet 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 {          range 192.168.20.100 192.168.20.200;    //添加vlan 20網(wǎng)段的地址分配條目          option routers 192.168.20.1;  }    # This is a very basic subnet declaration.  :wq     //保存退出  //因為我們這邊設(shè)置了三個vlan，網(wǎng)段都不相同，所以三個網(wǎng)段都要添加    [root@localhost ~]# systemctl start dhcpd       //開啟dhcp服務(wù)  [root@localhost ~]# systemctl status dhcpd      //查看服務(wù)是否開啟   dhcpd.service - DHCPv4 Server Daemon     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service; disabled; vendor preset: disabled)     Active: active (running) since 三 2019-09-04 22:56:05 CST; 14s ago //服務(wù)成功開啟       Docs: man:dhcpd(8)             man:dhcpd.conf(5)   Main PID: 5343 (dhcpd)     Status: "Dispatching packets..."     CGroup: /system.slice/dhcpd.service             └─5343 /usr/sbin/dhcpd -f -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf -user dhcpd -group dhc...    9月 04 22:56:05 localhost.localdomain dhcpd[5343]: No subnet declaration for virbr....  ...//省略部分內(nèi)容...  9月 04 22:56:05 localhost.localdomain systemd[1]: Started DHCPv4 Server Daemon.  Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.

3、DHCP服務(wù)開啟后我們回到GNS3中，開啟添加的3層交換機與2層交換機，并雙擊進入3層交換設(shè)備與2層交換設(shè)備，在2層交換設(shè)備中配置vlan，并將接入鏈路分別接入相對應(yīng)的vlan中，將f1/0接口配置為trunk鏈路，在3層交換設(shè)備中同樣設(shè)置vlan，然后進入vlan中配置IP地址，并指定IP地址192.168.100.100可以通過vlan在局域網(wǎng)中通信，最后將f1/0接口同樣配置為trunk鏈路。

sw2#conf t                 //在2層交換設(shè)備中進入全局模式  Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.  sw2(config)#vlan 10,20,100   //配置vlan10、20、100  sw2(config-vlan)#ex           //退出vlan接口  sw2(config)#do show vlan-sw b //查看vlna是否配置成功    VLAN Name                             Status    Ports  ---- -------------------------------- --------- -------------------------------  1    default                          active    Fa1/0, Fa1/1, Fa1/2, Fa1/3                                                  Fa1/4, Fa1/5, Fa1/6, Fa1/7                                                  Fa1/8, Fa1/9, Fa1/10, Fa1/11                                                  Fa1/12, Fa1/13, Fa1/14, Fa1/15  10   VLAN0010                         active      20   VLAN0020                         active    //配置的vlan  100  VLAN0100                         active      1002 fddi-default                     act/unsup   1003 token-ring-default               act/unsup   1004 fddinet-default                  act/unsup   1005 trnet-default                    act/unsup   sw2(config)#int f1/1       //進入f1/1接口  sw2(config-if)#sw m acc    //進入配置鏈路  sw2(config-if)#sw acc vlan 100 //將鏈路接入vlan100  sw2(config-if)#ex          //退出  sw2(config)#int f1/2        //進入f1/2接口  sw2(config-if)#sw m acc      //進入配置鏈路  sw2(config-if)#sw acc vlan 10  //將鏈路接入vlan10  sw2(config-if)#ex              //退出  sw2(config)#int f1/3       //進入f1/3接口  sw2(config-if)#sw m acc      //進入配置鏈路  sw2(config-if)#sw acc vlan 20  //將鏈路接入vlan20  sw2(config-if)#ex             //退出  sw2(config)#do show vlan-sw b  //查看vlna    VLAN Name                             Status    Ports  ---- -------------------------------- --------- -------------------------------  1    default                          active    Fa1/0, Fa1/4, Fa1/5, Fa1/6                                                  Fa1/7, Fa1/8, Fa1/9, Fa1/10                                                  Fa1/11, Fa1/12, Fa1/13, Fa1/14                                                  Fa1/15  10   VLAN0010                         active    Fa1/2     20   VLAN0020                         active    Fa1/3      //鏈路成功接入vlan  100  VLAN0100                         active    Fa1/1  1002 fddi-default                     act/unsup   1003 token-ring-default               act/unsup   1004 fddinet-default                  act/unsup   1005 trnet-default                    act/unsup   sw2(config)#int f1/0           //進入f1/0接口  sw2(config-if)#sw m t          //將接口配置為trunk  sw2(config-if)#sw t en do       //在trunk鏈路中封裝dot1q協(xié)議  sw2(config-if)#ex              //退出  sw2(config)#do show int f1/0 switchport  //查看接口是否配置成功  Name: Fa1/0  Switchport: Enabled  Administrative Mode: trunk           //成功配置trunk鏈路  Operational Mode: trunk  Administrative Trunking Encapsulation: dot1q  Operational Trunking Encapsulation: dot1q  Negotiation of Trunking: Disabled  Access Mode VLAN: 0 ((Inactive))  Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)  Trunking VLANs Enabled: ALL  Trunking VLANs Active: 1,10,20,100  Protected: false  Priority for untagged frames: 0  Override vlan tag priority: FALSE  Voice VLAN: none   Appliance trust: none  sw2(config)#no ip routing   //關(guān)閉2層交換設(shè)備路由功能

sw3(config)#vlan 10,20,100    //在3層交換設(shè)備中配置vlan10、20、100   sw3(config-vlan)#ex            //退出    sw3(config)#do show vlan-sw b    //查看vlan    VLAN Name                             Status    Ports  ---- -------------------------------- --------- -------------------------------  1    default                          active    Fa1/0, Fa1/1, Fa1/2, Fa1/3                                                  Fa1/4, Fa1/5, Fa1/6, Fa1/7                                                  Fa1/8, Fa1/9, Fa1/10, Fa1/11                                                  Fa1/12, Fa1/13, Fa1/14, Fa1/15  10   VLAN0010                         active      20   VLAN0020                         active     //配置成功  100  VLAN0100                         active      1002 fddi-default                     act/unsup   1003 token-ring-default               act/unsup   1004 fddinet-default                  act/unsup   1005 trnet-default                    act/unsup   sw3(config)#int vlan 10                        //進入虛擬接口vlan10   sw3(config-if)#ip add 192.168.10.1 255.255.255.0   //在接口中添加IP地址   sw3(config-if)#ip helper-address 192.168.100.100   //指定IP地址192.168.100.100可通過接口  sw3(config-if)#no shut                            //開啟配置  sw3(config-if)#ex                            //退出  sw3(config)#int vlan 20                  //進入虛擬接口vlan20  sw3(config-if)#ip add 192.168.20.1 255.255.255.0   //在接口中添加IP地址   sw3(config-if)#ip helper-address 192.168.100.100  //指定IP地址192.168.100.100可通過接口  sw3(config-if)#no shut                          //開啟配置  sw3(config-if)#ex                            //退出  sw3(config)#int vlan 100               //進入虛擬接口vlan100  sw3(config-if)#ip add 192.168.100.1 255.255.255.0 //在接口中添加IP地址   sw3(config-if)#ip helper-address 192.168.100.100   //指定IP地址192.168.100.100可通過接口  sw3(config-if)#no shut                           //開啟配置  sw3(config-if)#ex                      //退出  sw3(config)#int f1/0              //進入f1/0 接口  sw3(config-if)#sw m t            //配置為trunk鏈路  *Mar  1 00:22:18.607: %DTP-5-TRUNKPORTON: Port Fa1/0 has become dot1q trunk  *Mar  1 00:22:19.111: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan10, changed state to up  *Mar  1 00:22:19.119: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan20, changed state to up  *Mar  1 00:22:19.127: %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Vlan100, changed state to up  sw3(config-if)#sw t en do    //封裝協(xié)議  sw3(config-if)#ex             //突出  sw3(config)#do show int f1/0 switchport  //查看trunk是否配置成功   Name: Fa1/0  Switchport: Enabled  Administrative Mode: trunk      //成功配置trunk鏈路  Operational Mode: trunk  Administrative Trunking Encapsulation: dot1q  Operational Trunking Encapsulation: dot1q  Negotiation of Trunking: Disabled  Access Mode VLAN: 0 ((Inactive))  Trunking Native Mode VLAN: 1 (default)  Trunking VLANs Enabled: ALL  Trunking VLANs Active: 1,10,20,100  Protected: false  Priority for untagged frames: 0  Override vlan tag priority: FALSE  Voice VLAN: none   Appliance trust: none   sw3(config)#do show ip int b     //查看IP地址是否配入vlan，是否開啟  Interface                  IP-Address      OK? Method Status                Protocol  FastEthernet0/0            unassigned      YES unset  administratively down down      FastEthernet0/1            unassigned      YES unset  administratively down down      FastEthernet1/0            unassigned      YES unset  up                    up        FastEthernet1/1            unassigned      YES unset  up                    down      ...//省略部分內(nèi)容...   FastEthernet1/14           unassigned      YES unset  up                    down      FastEthernet1/15           unassigned      YES unset  up                    down      Vlan1                      unassigned      YES unset  up                    up        Vlan10                     192.168.10.1    YES manual up                    up        Vlan20                     192.168.20.1    YES manual up                    up        Vlan100                    192.168.100.1   YES manual up                    up    //成功配入，并開啟

4、完成配置后我們來查看虛擬機客戶端win 10、win 7是否自動獲取IP地址

5、下面我們來給win 10 客戶機指定固定的IP地址，首先在win 10客戶機中獲取win 10客戶機網(wǎng)卡的MAC地址，然后會的CentOS 7系統(tǒng)中進入DHCP配置文件中進行設(shè)置