DHCP原理及服务器搭建详解(固定IP地址，DHCP中继服务)

DHCP原理及服务器搭建详解

一.引子：

DHCP在网络中的作用非常重要，简单来说就像给每台服务器配身份证的机构，你有合格的身份才能做合格的事情，要不然连火车都坐不了。服务器只有被DHCP服务配置了IP才能够在公网中进行活动。

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作， 主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段，在RFC 2131中有详细的描述。DHCP有3个端口，其中UDP67和UDP68为正常的DHCP服务端口，分别作为DHCP Server和DHCP Client的服务端口;546号端口用于DHCPv6 Client，而不用于DHCPv4，是为DHCP failover服务，这是需要特别开启的服务，DHCP failover是用来做"双机热备"的。

二.DHCP基本概念及工作原理

DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol
IP地址：在网络中充当地址和身份

1. DHCP概念
   (1) DHCP服务作用
   ① 为大量客户机自动分配地址，提供集中管理
   ② 减轻管理和维护成本，提高网络配置效率
2. DHCP可分配的信息主要包括：
   (1) 网卡的IP地址，子网掩码
   (2) 对应的网络地址，广播地址
   (3) 默认网关地址
   (4) DNS服务器地址
   (5) 引导文件，TFTP
3. DHCP工作原理(广播域)
   (1).C 向当前广播域中广播 discover 包，0.0.0.0 255.255.255.255
   C端发送广播原理 网卡：rom非易失性存储器（断电保存）如dhcp client,pxe客户端
   (2).S 接受数据报文，并且回送 offer 包，offer 记录了基本的 IP 信息
   a 、通过 C MAC 将数据报文发送至 C
   b、S 怎么知道什么 IP 是可用的？
   通过 ICMP 协议测试:ping命令
   (3).C 接受到 offer 报文，开始测试 IP 是否可用，如果接受到多个 offer 报文，只用第一个
   a.C 怎么知道这个地址是否可用？
   基于 ARP 协议:
   (4).IP 地址可用性检测
   a、如果 IP 可用，发送 request 报文，目标地址 255.255.255.255
   通知c选择的 s 准备下一阶段的数据包
   通知c没有选择的 s ，我名花有主啦
   b、如果 IP 不可用，发送 Discover 报文
   (5)、S 接受到 C request，准备 ACK 报文，ACK 包含详细地址信息 IP 、netmask、gateway、租约，ACK 报文发送给 C 的方式 依然用的是 C MAC
   a. 租约续租50%
   b.75%dhcp服务器没有回复信息，更换dhcp服务器
   (6).C 接受 ACK 报文，配置 IP 地址

三.DHCP配置文件详解及DHCP服务器搭建（基础搭建，固定IP，超级作用域，中继服务）

1. DHCP相关服务软件包
   (1) RHEL6的DHCP软件包
   ① dhcp-4.1.1-34.PL.e16.x86.rpm
2. DHCP 配置文件解析
   (1) DHCP的相关配置
   ① 端口号：ipv4 udp67 udp68
   ② 服务名：dhcpd dhcrelay
   ③ 主配置文件:/etc/dhcp/dhcpd.conf
   ④ 模板文件：/usr/share/doc/dhcp-4.1.1/dhcp.conf.sample
   ⑤ 中继配置文件：/etc/sysconfig/dhrelay
3. 实验搭建（基础搭建，固定IP地址，超级作用域，DHCP中继服务）
   实验1：搭建简单的DHCP服务器
   1). yum -y install dhcp
   2). vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
   3). cat /usr/share/doc/dhcp-4.1.1/dhcpd.conf.sample
   4).cp /usr/share/doc/dhcp-4.1.1/dhcpd.conf.sample /etc/dhcp/dhcpd.conf
   5).vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
   6).实验1：subnet配置DHCP
   a. 配置文件中subnet留下一个最复杂的（subnet过多没有意义，只会使用第一个）
   b. subnet 当前网段（192.168.26.0） netmask 255.255.255.0
   i. 局部声明与全局声明，局部声明优先级更高
   c. 分配范围：192.168.26.11 192.268.26.11
   d. option domain-name-service 114.114.114.114， 8.8.8.8（逗号分割）
   i. DHCP 遇到问题：查看日志：vim /var/log/messages
   e. 网关：option routers 192.168.26.1
   f. 将局部声明的其他行全部删除
   g. service dhcpd start
   h. chkconfig dhcpd on(永久关闭DHCP连接)
   i. 设置dhcp动态获取
   j. vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
   k. 关闭IP和子网掩码，将工作方式改为dhcp
   l. 重启网卡生效
   m. service dhcpd restart
   n. 查看日志：tailf /var/log/messages
   实验2：固定IP地址DHCP服务器搭建
   1.pc:打印机（网络）地址保留:12每次都可以获得固定IP
   2.实验：每次打印机都可以获取到固定的IP

• 1)获取打印机的mac地址
• 2) 11ping 192.168.66.12 & arp -n
• 3) 11vim /etc/dhcp/dhcp.conf
• 4) 11 host fantasiia
  a ping 192.168.26.12 复制mac物理地址(mac物理地址获取)
  b. fixed-address 192.168.26.200（排除range地址）
  c. 多个地址保留：复制上述内容修改
  d. service dhcpd restart
  e. 22service network restart
  f. 22ifconfig
  实验3：DHCP超级作用域
  (2) 分配两个网段（超级作用域：解决同一个广播域地址不够用的问题）(subnet只识别第一个区域)
  ① share-network
  a. 两个网段进行分配，将subnet删掉（内容与subnet配置一致）
  b. 删除subnet全部删除
  c. 删除loop区域，或者将loop区域注释掉
  d. 将获取过IP的恢复快照，并重启网卡
  实验4：DHCP中继服务
  1.DHCP 中继服务原理：跨广播域的地址分配（注意虚拟机的虚拟网卡的连接和配置以及路由器和DHCP服务器的配置）
  2.DHCP中继服务实验搭建
  试验机：四台c6
  代表服务：11：DHCP同广播域测试机 12;DHCP 13:路由器 14：不同广播域的测试机（网卡设置为DHCP）
  网卡配置：11，12，14vmnet1，13.14vmnet2
  1). 12DHCP服务器：虚拟机网络编辑器-网络适配器-自定义特定虚拟网络-设置为vmnet1（网络不需要配置）
  问题：没有两个仅主机模式：虚拟机网络编辑器-更改设置-添加网络-修改为仅主机模式-关掉DHCP服务器
  2). 11测试机：网卡设置为vmnet1
  3).13两张网卡（模拟路由器）：第一张网卡设置为vmnet1,第二张网卡设置为vmnet2
  4.).14：测试机：网卡设置为vmnet2
  5).配置13（路由器）文件：
  (1) 配置两块网卡文件（配置第二张网卡）：vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1 IP设置20.20.20.12 NETMASK:255.255.255.0（重启网卡）
  (2) 开启路由转发功能：vim /etc/sysctl.conf
  ① 将配置文件中的：net.ipv4.ip_forward=0修改为=1
  ② 13刷新路由转发功能：sysctl -p
  ③ 12配置路由网关(指定网关：将DHCP服务器网关指定向路由器)：echo “GATEWAY=192.168.6.12”>>/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
  ④ 12重启网卡生效：service network restart
  ⑤ 12a查看网关是否生效：route -n
  
  6).12配置12DHCP中继服务：
  (1) 12yum -y install dhcp
  (2) 12cp -a /usr/share/doc/dhcp-4.1.1/dhcpd.conf.sample /etc/dhcp/dhcpd.conf
  (3) 12vim /etc/dhcp/dhcp.conf
  (4) 12只保留一个复杂subnet区域（此处有两个广播域）
  ① 配置地址池：192.168.26.0
  ② 第二个subnet再配置第二个广播域的subnet区域20.20.20.0
  (5) 12开启dhcp服务：service dhcpd start&chkconfig dhcpd on
  7). 13配置dhcp中继服务
  ① yum -y install dhcp(第二个dhcp软件包)
  ② vim /etc/sysconfig/dhcrelay
  INTERFACES=”eth0 eth1”
  DHCPSERVERS=”192.168.26.12”(指向DHCP服务器)
  (8) 开启中继服务：service dhcrelay restart
  (9) 测试两台测试机是否能够获取IP (同（5）)
  (10). 配置测试机的网卡为DHCP

DHCP是整个网络服务的基础，在我们生产环境中网络都不畅通，更别说做什么其他的事情了。笔者想通过此篇内容让大家了解DHCP的原理（知道网络出错在哪个环节）以及一些基本生产环境的实验搭建。浏览不易，感谢三连。