DHCP服务器的搭建

dhcp笔记整理： http://services.linuxpanda.tech/DHCP/index.html

1 dhcp简介

DHCP原理

动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是用于对多个客户计算机集中分配IP地址以及IP地址相关的信息的协议，这样就能将IP地址和TCP/IP的设置统一管理起来，而避免不必要的地址冲突的问题。

工作流程

寻找DHCP Server。
当DHCP客户机第一次登录网络的时候（也就是客户机上没有任何IP地址数据时），它会通过UDP 67端口向网络上发出一个DHCPDISCOVER数据包（包中包含客户机的MAC地址和计算机名等信息）。因为客户机还不知道自己属于哪一个网络，所以封包的源地址为0.0.0.0，目标地址为255.255.255.255，然后再附上DHCP discover的信息，向网络进行广播。
网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收这个广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应。
DHCP Server分配IP地址
当DHCP Server监听到客户机发出的DHCP discover广播后，它会从那些还没有租出去的地址中，选择最前面的空置IP，连同其它TCP/IP设定，通过UDP 68端口响应给客户机一个DHCP OFFER数据包（包中包含IP地址、子网掩码、地址租期等信息）。此时还是使用广播进行通讯，源IP地址为DHCP Server的IP地址，目标地址为255.255.255.255。同时，DHCP Server为此客户保留它提供的IP地址，从而不会为其他DHCP客户分配此IP地址（预留ip）。
由于客户机在开始的时候还没有IP地址，所以在其DHCP discover封包内会带有其MAC地址信息，并且有一个XID编号来辨别该封包，DHCP Server响应的DHCP OFFER封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。
DHCP Client接受IP租约
如果客户机收到网络上多台DHCP服务器的响应，只会挑选其中一个DHCP OFFER（一般是最先到达的那个），并且会向网络发送一个DHCP REQUEST广播数据包（包中包含客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器地址等），告诉所有DHCP Server它将接受哪一台服务器提供的IP地址，所有其他的DHCP服务器撤销它们的提供以便将IP地址提供给下一次IP租用请求。此时，由于还没有得到DHCP Server的最后确认，客户端仍然使用0.0.0.0为源IP地址，255.255.255.255为目标地址进行广播。
事实上，并不是所有DHCP客户机都会无条件接受DHCP Server的OFFER，特别是如果这些主机上安装有其它TCP/IP相关的客户机软件。客户机也可以用DHCP REQUEST向服务器提出DHCP选择，这些选择会以不同的号码填写在DHCP Option Field里面。客户机可以保留自己的一些TCP/IP设定。
租约确认
当DHCP Server接收到客户机的DHCP REQUEST之后，会广播返回给客户机一个DHCP ACK消息包，表明已经接受客户机的选择，并将这一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入该广播包发给客户机。
客户机在接收到DHCP ACK广播后，会向网络发送三个针对此IP地址的ARP解析请求以执行冲突检测，查询网络上有没有其它机器使用该IP地址；如果发现该IP地址已经被使用，客户机会发出一个DHCP DECLINE数据包给DHCP Server，拒绝此IP地址租约，并重新发送DHCP discover信息。此时，在DHCP服务器管理控制台中，会显示此IP地址为BAD_ADDRESS。
如果网络上没有其它主机使用此IP地址，则客户机的TCP/IP使用租约中提供的IP地址完成初始化，从而可以和其他网络中的主机进行通讯。
DHCP Client重新登录
以后DHCP客户端每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCP discover发现信息了，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ack确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时，则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP nack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP nack否认信息后，它就必须重新发送DHCPdiscover发现信息来请求新的IP地址。
更新租约
DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。

DHCP服务器提供以下两种配置方法

地址池：
这种方法指定了一个用来动态的提供给第一个访问网络的DHCP客户端的IP地址池（有时也称作区域或范围）。当DHCP客户端离开网络超过一定时间后，IP地址就会被回收到地址池以供其它DHCP客户端使用。
MAC地址：
这种方法强制使用DHCP来区别每一块连接上网络的网卡的硬件地址，之后这块网卡每次连上网络请求DHCP服务时都为它提供这个固定的IP地址。

2 测试环境介绍

我这是使用vmware模拟环境，一台centos7用于dhcp服务器，一台rhel6（用户dhcp客户机）。本身vmware有dhcp的功能，这里我们给我们的测试机器定义到一个网络中去。使用下vmware的特定虚拟网络。这样我们的服务器和客户机就在同一个网络内部了。具体设置见下图：

同样把dhcp的客户机器也放置到vmware特定的网络中去。

3.安装dhcp

[root@mail yum.repos.d]# yum list all |grep dhcp            #查看相关dhcp安装情况
dhcp.x86_64                                12:4.2.5-47.el7.centos      @cdrom   
dhcp-common.x86_64                         12:4.2.5-47.el7.centos      @anaconda
dhcp-devel.x86_64                          12:4.2.5-47.el7.centos      @cdrom   
dhcp-libs.x86_64                           12:4.2.5-47.el7.centos      @anaconda
dhcp-devel.i686                            12:4.2.5-47.el7.centos      cdrom    
dhcp-libs.i686                             12:4.2.5-47.el7.centos      cdrom    
[root@mail yum.repos.d]# yum install dhcp dhcp-common dhcp-libs     #安装dhcp

4.配置dhcp

[root@mail dhcp]# cd /etc/dhcp                           #进入dhcp目录
[root@mail dhcp]# ls                                     #查看文件
dhcpd6.conf  dhcpd.conf
[root@mail dhcp]# cat dhcpd.conf                         #查看下默认配置文件， 这里发现配置文件全是注释， 只是提示了我们可以从其他文件中获取样例。
#
# DHCP Server Configuration file.
#   see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example
#   see dhcpd.conf(5) man page
#
root@mail dhcp]# cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example  dhcpd.conf
cp: overwrite ‘dhcpd.conf’? y

[root@mail dhcp]# cat dhcpd.conf                   #查看样例的配置
# 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 {
}

# 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;
}

# This declaration allows BOOTP clients to get dynamic addresses,
# which we don't really recommend.

subnet 10.254.239.32 netmask 255.255.255.224 {
  range dynamic-bootp 10.254.239.40 10.254.239.60;
  option broadcast-address 10.254.239.31;
  option routers rtr-239-32-1.example.org;
}

# A slightly different configuration for an internal subnet.
subnet 10.5.5.0 netmask 255.255.255.224 {
  range 10.5.5.26 10.5.5.30;
  option domain-name-servers ns1.internal.example.org;
  option domain-name "internal.example.org";
  option routers 10.5.5.1;
  option broadcast-address 10.5.5.31;
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}

# Hosts which require special configuration options can be listed in
# host statements.   If no address is specified, the address will be
# allocated dynamically (if possible), but the host-specific information
# will still come from the host declaration.

host passacaglia {
  hardware ethernet 0:0:c0:5d:bd:95;
  filename "vmunix.passacaglia";
  server-name "toccata.fugue.com";
}

# Fixed IP addresses can also be specified for hosts.   These addresses
# should not also be listed as being available for dynamic assignment.
# Hosts for which fixed IP addresses have been specified can boot using
# BOOTP or DHCP.   Hosts for which no fixed address is specified can only
# be booted with DHCP, unless there is an address range on the subnet
# to which a BOOTP client is connected which has the dynamic-bootp flag
# set.
host fantasia {
  hardware ethernet 08:00:07:26:c0:a5;
  fixed-address fantasia.fugue.com;
}

# You can declare a class of clients and then do address allocation
# based on that.   The example below shows a case where all clients
# in a certain class get addresses on the 10.17.224/24 subnet, and all
# other clients get addresses on the 10.0.29/24 subnet.

class "foo" {
  match if substring (option vendor-class-identifier, 0, 4) = "SUNW";
}

shared-network 224-29 {
  subnet 10.17.224.0 netmask 255.255.255.0 {
    option routers rtr-224.example.org;
  }
  subnet 10.0.29.0 netmask 255.255.255.0 {
    option routers rtr-29.example.org;
  }
  pool {
    allow members of "foo";
    range 10.17.224.10 10.17.224.250;
  }
  pool {
    deny members of "foo";
    range 10.0.29.10 10.0.29.230;
  }
}

[root@mail dhcp]# cat dhcpd.conf    #修改文件内容如下。 这里的137网段和我的本机是ip是在同一网段的。
option domain-name "test.org";
option domain-name-servers 192.168.137.1, 192.168.137.2;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
log-facility local7;
subnet 192.168.137.0 netmask 255.255.255.0 {
  range  192.168.137.50 192.168.137.100;
}
host fantasia {
  #hardware ethernet 08:00:07:26:c0:a5;
  #fixed-address fantasia.fugue.com;
}

5.重启dhcp服务

[root@mail dhcp]# systemctl restart dhcpd.service

6.客户机器测试

6.1修改客户机的ip获取方式为dhcp

[root@localhost ~] # cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@localhost ~] # vim /ifcfg-eth0
注释IPADDR,NETMASK,GATEWAY行， 修改BOOTPROTO值为dhcp
[root@localhost ~] systemctl restart network.service

6.2重启客户端网卡查看分配的ip

6.3 给固定的mac地址分配固定的ip

我们这里修改dhcp服务器配置文件

option domain-name "test.org";
option domain-name-servers 192.168.137.1, 192.168.137.2;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
log-facility local7; 
subnet 192.168.137.0 netmask 255.255.255.0 { 
  range  192.168.137.50 192.168.137.100;
}
host fantasia {
  hardware ethernet 00：0C：29：77：77：7D;  #这里的mac地址是客户机的mac地址
  fixed-address 192.168.137.99;
}

在测试机器上使用dhcpclient -d命令再次获取

上图可以看到，我们获取到的ip就是192.168.137.99这个IP地址。