linux之DHCP服务端搭建 ( ip分配 四个阶段原理)
DHCP服务 ip分配 四个阶段原理
1.DHCP服务目的 协议 作用 租约 原理四个阶段
动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）
①其目的主要是为TCP/IP协议网络自动分配IP地址和相关参数（主机的IP地址、子网掩码、广播地址、默认网关、DNS地址等）。
②工作在局域网的网络应用层协议，使用UDP协议工作。
③主要作用：减轻管理员配置网络，尤其是配置IP地址的压力，灵活、方便、快捷，也减轻了IP地址的使用浪费，避免IP地址冲突。
DHCP的分配方式：
1、自动分配是当DHCP客户机第一次成功的从DHCP服务器获取到一个IP地址后，就永久的使用这个IP地址。
2、手动分配是由DHCP服务器管理员专门制定的IP地址。
3、动态分配是当DHCP客户机第一次从DHCP服务器获取到IP地址后，并非永久的使用该地址，而是在每次使用完后，DHCP客户机就会释放这个IP地址，供其他客户机使用。
租约（release）的概念：
IP地址的使用期限，使用期限到期可以进行续租。
可以手动获取租约以及释放租约。
四个阶段原理 原理：
DHCP客户端通过和DHCP服务器的交互通讯以获得IP地址租约。为了从DHCP服务器获得一个IP地址，
在标准情况下DHCP客户端和DHCP服务器之间会进行四次通讯。DHCP协议通讯使用端口UDP 67（服务器端）
和UDP 68（客户端）进行通讯，UDP68端口用于客户端请求，UDP67用于服务器响应，并且大部分DHCP协议通讯使用广播进行。
第一阶段 客户端发出DHCP DISCOVER请求IP地址等参数；
第二阶段 服务器回应DHCP OFFER提供IP地址等参数；
第三阶段 客户端发出DHCP REQUEST接受基于DHCP服务器的租约；
第四阶段 服务器回应DHCP ACK进行确认IP地址等参数的使用。
第一阶段 DHCP DISCOVER
DHCP客户端进行初始化（如DHCP客户端启动计算机、启用网络适配器或者连接到网络时）发送DHCP DISCOVER；若DHCP服务器有一个对应网段IP，则响应。客户机等待1秒，否则每隔2、4、8、16秒重发广播,若仍未收到，使用169.254.0.0/16（0.1-255.254).同时每隔5分钟再试一次.直到从DHCP服务器获取IP地址为止。
第二阶段 DHCP OFFER
所有接收到DHCP客户端发送的DHCP DISCOVER广播消息的DHCP服务器会检查自己的配置，如果具有有效的DHCP作用域和富余的IP地址，则DHCP服务器发起DHCPOFFER广播消息来应答发起DHCPDISCOVER广播的DHCP客户端，
此消息包含以下内容：
客户端MAC地址；
DHCP服务器提供的客户端IP地址；
DHCP服务器的IP地址；
DHCP服务器提供的客户端子网掩码；
其他作用域选项，例如DNS服务器、网关、WINS服务器等；
租约期限等。
因此DHCP客户端没有IP地址，所以DHCP服务器同样使用广播进行通讯：源IP地址为DHCP服务器的IP地址，而目的IP地址为255.255.255.255。同时，DHCP服务器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。如果有多个DHCP服务器给予此DHCP客户端回复DHCPOFFER消息，则DHCP客户端接受它接收到的第一个DHCPOFFER消息中的IP地址。
第三阶段 DHCP REQUEST
当DHCP客户端接受DHCP服务器的租约时，它将发起DHCPREQUEST广播消息，告诉所有DHCP服务器自己已经做出选择，
接受了某个DHCP服务器的租约。在此DHCPREQUEST广播消息中包含了DHCP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，所有其他的DHCP服务器将收回它们为此DHCP客户端所保留的IP地址租约，以给其他DHCP客户端使用。
此时由于没有得到DHCP服务器最后确认，DHCP客户端仍然不能使用租约中提供的IP地址，所以在数据包中仍然使用0.0.0.0作为源IP地址，广播地址255.255.255.255作为目的地址。
第四阶段 DHCP ACK
提供的租约被接受的DHCP服务器在接收到DHCP客户端发起的DHCPREQUEST广播消息后，
会发送DHCP ACK广播消息进行最后的确认，在这个消息中同样包含了租约期限及其他TCP/IP选项信息。
如果没有其他主机使用此IP地址，则DHCP客户端的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。
至于其他TCP/IP选项，如DNS服务器和WINS服务器等，本地手动配置将覆盖从DHCP服务器获得的值。
租约到期
DHCP客户机重新登录，直接发起一个之前使用的IP地址的request请求，如服务器已分配，重新执行上述四阶段。
DHCP服务器将IP地址提供给DHCP客户端时，会包含租约的有效期，默认租约期限为8天（691200秒），
客户机租用的IP地址达到50%，就要更新租约，若服务器未回复，最大可以使用期限的87.5%，到达后客户机进行
IP租用寻址，进行四个阶段
2.案例DHCP服务 自动获取ip
通常情况下，DHCP只能在广播域使用，为了实现广播域外一定范围的DHCP服务，需要使用DHCP中继技术。
dhcp的程序：dhcpd和dhcrelay
dhcp配置文件定义：
①默认最大租约期限（默认为秒）
②option--->指明地址和掩码其他的相关属性
filename：指明引导文件名称
next-server：指明引导文件的服务器的IP地址
③subnet
④host
dhcp分配ip和租约记录--->配置文件/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases
实验配置一： 搭建DHCP服务 实现动态获取IP及相关网络配置
1：服务器1 手动配置IP和网关或其他属性，搭建DHCP服务，使用YUM进行安装。
2：获取配置文件模板，设置dhcp主配置文件
3：修改dhcp主配置文件，进行配置，然后启动dhcp服务
在客户机上进行验证结果
1. 挂载镜像sr0,配置yum环境 安装dhcp软件
mkdir /media/cdiso -p ---创建cdiso 挂载点
mount /dev/sr0 /media/cdiso ---挂载sr0 到cdiso下
配置yum环境, 只要配置yum之后就要清空缓存
yum clean all 清空缓存
cd /etc/yum.repos.d/
cp CentOS-Base.repo CentOS-Base.repo.bak
vim Centos-Base.repo
yu'm配置内容
2.安装软件
yum clean all 清空缓存
yum -y install dhcp 然后安装软件
3.dhcp主配置文件,配置ip资源池
cd /etc/dhcp/
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
进去有这一段话,复制一下
/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example
然后 复制一下这个文件 到 /etc/dhcp/dhcpd.conf
cp /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
会显示是否覆盖,是
查看 cd /etc/dhcp/ ,会显示有dhcpd.conf 这个文件
2.)添加地址池
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
主要添加地址池 有一个地址池和静态ip是一个段的 这样才能成功
vim dhcpd.conf 配置文件修改地址池
第一行指定一个段subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 ;{
服务器网段 掩码
range 192.168.10.2到192.168.10.90; 客户端 ip可以用的是从2到90
开始的IP 结束的IP ---配置可使用ip数量
下一个domain-name-servers 8.8.8.8; ---DNS每行注意分号 dns
domain-name "ujiuye.com"; ---域名,给他指定ujiuye.com
option routers 192.168.10.254; ---路由网关下一跳,,(路由,中继器)
# option broadcast-address 10.5.5.31; ---注解掉
default-lease-time 600; ---下面可以不改
max-lease-time 7200;
}
增加下一个网段20
subnet 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.20.1 192.168.20.90;
option domain-name-servers 8.8.8.8;
option domain-name "ujiuye.com";
option routers 192.168.20.254;
# option broadcast-address 10.5.5.31;
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
保存退出
查看ip网卡是否更改
4. 测试客户机
下面去配置客户机
这两个要同一个网段 都是10网段 vmnet1
然后去编辑 ifcfg-ens33这个网卡
把BOOTROTO改为dhcp获取
注释掉ip 和PREFIX (ip和子网掩码注释掉)
保存退出
输入命令,自动获取
dhclient -d ens33 ---为ens33这个网卡获取ip地址
然后就会自动获得最后一行的 bound to 192.168.10.132的ip地址
5给客户机自动分配ip
安装dhcp服务
cd /etc/dhcp/ ---到这个目录下
ls ----查看所有文件
vim dhcpd.conf ----编辑
内容为这个
...........
上面可以配置地址池
..............
# set.
host centoszifu { ---指定主机名字
hardware ethernet 00:0c:29:95:62:64; ---那个主机的msak 即 ether 00:0c:29:cc:39:1f
fixed-address 192.168.20.30; ---指定的ip
}
改主机名字,指定主机mask ,和指定的IP
3.案例 搭建dhcp中继器,跨网段获取ip
实验配置二：搭建DHCP并配置DHCP中继服务，完成跨网段DHCP服务
1)关闭 服务器,中继器,客户机 的防火墙服务
iptables -F
iptables -X
iptables -Z
systemctl stop firewalld.service ---关闭防火墙
setenforce 0
2)中继路由器两块网卡 关闭中继服务端虚拟机dhcp功能
虚拟机增加第二块网卡 和关闭虚拟机的 在虚拟网络编辑器 dhcp的功能
关闭要使用的 Vmnet1 和vmne2的 dhcp功能
或者去我的电脑管理 管理 服务和应用程序 服务 关闭vmnet和dhcp
或者: Win+R 输入services.msc 也可直接打开服务
3.)配置中继器路由ip 两个网卡 为服务器客户端 的网关
为DHCP中继服务器配置静态IP和网关，每个网卡的IP需是其他客户机以及DHCP服务器的对应的网关
vi ifcfg-ens33
第一个 Ip 改为服务器的10.254 为下面服务器要用到的网关
即中继器vmnet1 ens33 的IP10.254 作为服务器的 网关
配置第二个网卡ip 即 客户机 要连接的 网关
cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens38 --复制这个网卡,然后更改配置
vi ifcfg-ens38 --- ip 为 20.254 为客户机的网关
把uuid注释掉, 名字和ip改好
4.配置服务器 的ip 中继服务端 开启路由转发功能
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
vim ifcfg-ens33
在下面一行加入网关 GATEWAY= 192.168.10.254 --即 中继器兼 路由的 ip
ping 192.168.10.254 看是否成功
配置dhcp中继服务器开启路由功能
echo "1">/proc/sys/net/ipv4/ip_forward ---开启临时路由
永久开户路由转发：
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1 文件里增加
sysctl -p 刷新启动
5)配置客户机 的ip 增加网关
多台客户机临时配置静态IP，进行通信，验证中继服务器路由转发效果。
先更改设置里面vmnet2为仅主机模式,因为dhcp服务器为vmnet1,所以客户机为vmnat2 中继器都有这两个网段192.10.254 和192.168.20.254 的ip
配置修改客户机IP和网关
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
vim ifcfg-ens33
GATEWAY= 192.168.20.254 -----中继器第二个网卡IP作为客户机的网关
检测客户机 能否ping通 服务器
在客户机ping 192.168.10.2 --10.2为服务器的ip
检测 服务器端ping 192.168.20.20 ---20.20为客户机ip
如果不通则手写,增加路由:
(1)网段 -net
配置服务器的命令为 : 服务器网段为10网段 客户机为20
route add -net 192.168.20.0/24 gw 192.168.10.254
我要到20.0网段 这个网段下一跳网关为10.254中继器
配置客户机的命令为 客户机ip为20网段
route add -net 192.168.10.0/24 gw 192.168.20.254
我要到10网段 我的下一跳网关为20.254 ,
下一跳为我要到的下一个主机ip ,也就是我客户机要到的网关
(2)到主机 -host
route add -host 192.168.10.254 gw 192.168.20.254
我要到的这个主机ip 我本机下一跳网关
6.)中继服务器安装 dhcp 设置中继永久保存 启动服务查看端口
配置好yum,挂载好了之后执行以下命令
yum clean all 清空缓存
yum -y install dhcp
打开中继 设置永久保存
dhcrelay -i ens33 -i ens38 192.168.10.2 打开中继,不是永久保存
中继服务的2个网卡 服务器ip (有几个网卡参与中继都为-i ensxxx 加到后面即可)
netstat -antulp | grep :67 查看网络状态,过滤出67端口
永久保存 ---写入其脚本:
cd /usr/lib/systemd/system
vim dhcrelay.service 永久有效去配置这个文件
在Exescstart 后面直接加 -i ens33 -i ens38 192.168.10.2
vim中继配置永久保存
启动服务
systemctl daemon-reload
systemctl enable dhcrelay.service --开机启动
systemctl start dhcrelay.service --启动服务
7.配置客户机使其自动获取ip
首先查看客户机的网卡, 应该为vmnet2 --客户机为20网段
vim ifcfg-ens33 --注释其中内容
把BOOTPROTO=none 改为=dhcp --自动获取
注释掉 IPADDR 和 PREFIX=24
systemctl restart network --重新启动网络
Ifconfig ---查看网卡配置信息
dhclient -d ens33 自动获取ip
重新启动网络再次查看
systemctl restart network --重新启动网络
Ifconfig --查看网卡配置信息
进行客户机针对性测试
重启客户机网卡，或者获得dhcp租约
dhclient -d ethX 为网卡获取IP租约 dhclient -r：释放租约
