Linux中DHCP原理与配置

gtyy9

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文章标签：网络服务器 linux

于 2022-03-19 21:56:07 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45305723/article/details/123562297

本文详细介绍了DHCP（动态主机配置协议）的工作原理，包括其概述、好处、分配方式及租约过程。同时，通过实验展示了在同一网段和不同网段下如何配置DHCP服务器为客户端分配IP地址，以及DHCP中继在多网段环境中的作用和配置方法。实验内容包括Linux作为DHCP服务器为Windows客户端分配IP的配置过程。

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1、DHCP工作原理

1.1DHCP概述

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议），由Internet工作任务小组设计开发，专门用于为TCP/IP网络中计算机自动分配TCP/IP参数的协议指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。
默认情况下，DHCP作为Windows Server的一个服务组件不会被系统自动安装，还需要管理员手动安装并进行必要的配置
DHCP采用C/S架构，C-client（客户机），S-server（服务器），客户机/服务器架构
DHCP服务对应传输层UDP协议，因为是C/S架构，所以客户机端口号是67，服务器端口号是68

1.2 DHCP好处

减少管理员的工作量
避免输入错误的可能
避免IP地址冲突
当更改lP地址段时，不需要重新配置每个用户的IP地址
提高了IP地址的利用率
方便客户端的配置

1.3 DHCP的分配方式

自动分配：分配到一个IP地址后永久使用
手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址
动态分配：使用完后释放该IP，供其它客户机使用

1.4DHCP的租约过程

客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程称为DHCP的租约过程，分为四个步骤

1.4.1客户端请求IP地址

当一个DHCP客户端启动时，客户端还没有IP地址，所以客户端要通过DHCP获取一个合法的地址
此时DHCP客户端以广播方式发送DHCP Discover发现信息来寻找DHCP服务器

1.4.2服务器响应

DHCP服务器接收到来自客户端请求lP地址的信息时，在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户端
如果有，DHCP服务器将此IP地址做上标记，加入到DHCP Offer的消息中，然后广播一则DHCP Offer（包含IP地址、DNS、网关）消息

1.4.3客户机选择IP地址

DHCP客户端从接收到的第一个DHCP Offer消息中提取IP地址，将IP地址保留，并发送一个DHCP request信息将选择的IP地址发给所有DHCP服务器
接收到DHCP request信息的DHCP服务器将该IP地址保留，这样该地址就不能再分配给另一个DHCP客户端

1.4.4服务器确定租约

DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客户端广播成功确认，该消息包含有IP地址的有效租约和其他可配置的信息
当客户端收到DHCP ACK消息时，配置IP地址，完成TCP/IP的初始化

重新登录：

DHCP客户端每次重新登录网络时，不需要再发送DHCP Discover信息，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。

更新租约：

当DHCP服务器向客户机出租的IP地址租期达到50%时，就需要更新租约；
客户机直接向提供租约的服务器发送DHCP Request包，要求更新现有的地址租约。

2、使用DHCP动态配置主机地址

DHCP服务

为大量客户机自动分配地址，提供集中管理
减轻管理和维护成本、提高网络配置效率

可分配的地址信息主要包括

网卡的IP地址、子网掩码
对应的网络地址、广播地址
默认网关地址
DNS服务器地址

2.1同一网段DHCP服务器分配地址实验

Linux虚拟机作为DHCP服务器，Windows作为客户端，服务器为Windows客户端分配IP地址

安装dhcp

将虚拟机Linux设置成仅主机模式，同时进入虚拟网络编辑器点击右下角更改设置，选择仅主机类型，将使用本地DHCP服务那一行勾掉，记住仅主机模式下的网段地址点击确定，此处的网段应该与真机VMnet1的网段设置为同一网段

检查真机中VMnet1中的网段

进入VMware虚拟机，打开终端进入网卡配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens3，配置完成后保存退出

重启服务，查看是否配置成功 ping自己主机是否ping的通，我刚开始没有ping通，仔细查看了文件内容后没有错误，才发现是自己主机防火墙没有关，把防火墙关闭就可以ping通

复制配置文件

编辑配置文件

重启服务并查看状态

进入win10查看是否获取分配的ip地址

将虚拟机windows10设置成仅主机模式，同时进入虚拟网络编辑器点击右下角更改设置，选择仅主机类型，将使用本地DHCP服务那一行勾掉，点击确定

将Windows10设置为自动获取IP地址

在Windows10中使用cmd查看IP地址

2.2DHCP中继原理与配置

当企业的内部网络规模较大时，通常被划分为多个不同的子网，网络内配置了VLAN，VLAN能隔离广播，而DHCP协议使用广播

IDHCP服务器在VLAN 100中，就只有VLAN 100内的客户机能从在此获取IP地址

两种解决办法：

为每个网段安装一台DHCP服务器，但这种方式存在资源上的浪费，而且不利于集中管理。
在连接不同网段的设备上开启DHCP中继功能，将DHCP这种特殊的广播信息在VLAN之间转发，让其他VLAN的客户机也能从DHCP服务器获得IP地址。

2.3不同网段DHCP服务器分配地址实验

拓扑图

云服务器配置如下

配置SW2

<Huawei>undo t m//关闭提示信息
<Huawei>sys//进入系统视图
[Huawei]vlan batch 10 20 100//创建三个vlan
Info: This operation may take a few seconds. Please wait for a moment...done.                       
[Huawei]int e0/0/2  //进入e0/0/2接口
[Huawei-Ethernet0/0/2]undo shutdown //开启接口  
Info: Interface Ethernet0/0/2 is not shutdown.
[Huawei-Ethernet0/0/2]port link-type access //配置接口为access类型
[Huawei-Ethernet0/0/2]port default vlan 10//给接口默认划分vlan10，只让vlan10进入
[Huawei-Ethernet0/0/2]int e0/0/3  //进入e0/0/3接口
[Huawei-Ethernet0/0/3]undo shutdown//开启接口  
Info: Interface Ethernet0/0/3 is not shutdown.
[Huawei-Ethernet0/0/3]port link-type access//配置接口为access类型
[Huawei-Ethernet0/0/3]port default vlan 20//给接口默认划分vlan20，只让vlan20进入
[Huawei-Ethernet0/0/3]int e0/0/4//进入e0/0/4接口
[Huawei-Ethernet0/0/4]undo shutdown  //开启接口     
Info: Interface Ethernet0/0/4 is not shutdown.
[Huawei-Ethernet0/0/4]port link-type access//配置接口为access类型
[Huawei-Ethernet0/0/4]port default vlan 100//给接口默认划分vlan100只让vlan100进入
[Huawei-Ethernet0/0/4]int e0/0/1//进入e0/0/1接口
[Huawei-Ethernet0/0/1]undo shutdown //开启接口 
Info: Interface Ethernet0/0/1 is not shutdown.
[Huawei-Ethernet0/0/1]port link-type trunk //配置接口为trunk类型
[Huawei-Ethernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all //允许所有vlan通过

配置sw1

<Huawei>u t m //关闭提示信息.
<Huawei>sys//进入系统视图
[Huawei]vlan batch 10 20 100//创建三个vlan.
[Huawei]display vlan//查看vlan                    
[Huawei]dhcp enable//开启DHCP服务.
[Huawei]int g0/0/1//进入g0/0/1接口
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]undo shutdown //开启接口 
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port link-type trunk //配置接口为trunk类型
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]port trunk allow-pass vlan all //允许所有vlan通过  
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]dis this//查看接口信息
[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]int vlan 10//进入虚拟接口vlanif10
[Huawei-Vlanif10]ip add 192.168.10.1 24//配置IP地址以及子网掩码长度
[Huawei-Vlanif10]dhcp select relay//开启HCP中继功能
[Huawei-Vlanif10]dhcp relay server 192.168.192.100//指定DHCP服务器地址
[Huawei-Vlanif10]dis this
[Huawei-Vlanif10]int vlan 20//进入虚拟接口vlanif20
[Huawei-Vlanif20]ip add 192.168.20.1 24//配置IP地址以及子网掩码长度
[Huawei-Vlanif20]dhcp select relay//开启HCP中继功能
[Huawei-Vlanif20]dhcp relay server 192.168.192.100//指定DHCP服务器地址
[Huawei-Vlanif20]int vlan 100//进入虚拟接口vlanif100
[Huawei-Vlanif100]ip add 192.168.192.2 24//配置IP地址以及子网掩码长度
[Huawei-Vlanif100]dhcp select relay//开启HCP中继功能
[Huawei-Vlanif100]dhcp relay server 192.168.192.100//指定DHCP服务器地址
[Huawei-Vlanif100]ping 192.168.20.1//测试是否能与其他网段互通
[Huawei-Vlanif100]ping 192.168.10.1

配置LinuxDHCP服务器