DHCP原理與配置

了解DHCP服務

• DHCP是由internet工作任務小組設計開發(fā)的，專門用于為TCP/IP網絡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
• 當網絡更改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

  

  創(chuàng)新互聯(lián)一直在為企業(yè)提供服務，多年的磨煉，使我們在創(chuàng)意設計，全網整合營銷推廣到技術研發(fā)擁有了開發(fā)經驗。我們擅長傾聽企業(yè)需求，挖掘用戶對產品需求服務價值，為企業(yè)制作有用的創(chuàng)意設計體驗。核心團隊擁有超過十余年以上行業(yè)經驗，涵蓋創(chuàng)意，策化，開發(fā)等專業(yè)領域，公司涉及領域有基礎互聯(lián)網服務服務器托管德陽、成都app開發(fā)、手機移動建站、網頁設計、網絡整合營銷。
  • 分配到一個IP地址后永久使用

• 手動分配

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

DHCP的租約過程

• 客戶機從DHCP服務器獲得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服務器

  2、響應服務 Offer

  • 當DHCP服務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服務器就將此IP地址做上標記，加入到DHCP Offer的消息中，然DHCP服務器就廣播一則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、服務器確定租約 ACK

  • DHCP服務器接受到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絡時，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DHCP服務器向客戶機出租的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

  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、提高網絡配置效率

• 可分配的地址信息主要包括

  網卡的IP地址、子網掩碼

  對應的網絡地址、廣播地址

  默認網關地址

  DNS服務器地址

• 安裝DHCP服務器

[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

• 修改網卡配置文件

  • BOOTPROTO=dhcp
• 使用dhclient命令
  • dhclient [-d] [網絡接口名]

搭建DHCP中繼服務

實驗環(huán)境：

• 使用VMware 15 下載鏈接 許可證密匙：UY758-0RXEQ-M81WP-8ZM7Z-Y3HDA
• c3725路由鏡像文件 下載鏈接

• 使用GNS3 1.3.1 下載鏈接 使用方法

• win 10 鏡像 下載鏈接
• win 7 鏡像 下載鏈接
• CentOS 7鏡像 下載鏈接

搭建服務

1、在GNS3中搭建DHCP中繼服務的拓撲圖，方便我們搭建服務的時候理清思路。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路由設備。首先添加兩臺路由設備，并在路由設備上添加磁盤空間方便我們創(chuàng)建vlan，添加2層交換接口，方便我們把路由設備做成一個3層交換設備與一個2層交換設備。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虛擬機設備中添加兩塊虛擬網卡，設知道僅主機模式，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；安裝完成后分別給win 10、win 7、CentOS 7虛擬機綁定網卡，win 10綁定VMnet2網卡，win 7綁定VMnet3網卡CentOS 7綁定VMnet1網卡；然會回到CentOS 7中配置靜態(tài)路由、配置DHCP服務，完成后開啟服務，關閉防火墻，關閉增強性安全文件。

[root@localhost ~]# yum install dhcp -y   //安裝DHCP服務
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    
...//省略部分內容...

[root@localhost ~]# ifconfig  //查看網卡信息
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)
        ...//省略部分內容...
[root@localhost ~]# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33  //進入ens33網卡配置文件

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          //配置子網掩碼
GATEWAY=192.168.100.1          //配置網關
~                                                                                      
~                                                                                         
:wq                             //保存退出    
[root@localhost ~]# service network restart          //重新啟動網絡服務
Restarting network (via systemctl):                        [  確定  ]
[root@localhost ~]# ifconfig                          //查看網卡信息
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)
        ...//省略部分內容...

[root@localhost ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf         //進入dhcp服務主配置文件

#
# 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;              //網關信息（注意，每段結束以；結尾）
}                                                  //注意最后的大括號不可刪除，否則服務無法開啟

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
//因為我們這邊設置了三個vlan，網段都不相同，所以三個網段都要添加

[root@localhost ~]# systemctl start dhcpd       //開啟dhcp服務
[root@localhost ~]# systemctl status dhcpd      //查看服務是否開啟
 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層交換設備與2層交換設備，在2層交換設備中配置vlan，并將接入鏈路分別接入相對應的vlan中，將f1/0接口配置為trunk鏈路，在3層交換設備中同樣設置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   //關閉2層交換設備路由功能

sw3(config)#vlan 10,20,100    //在3層交換設備中配置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配置文件中進行設置

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文章題目：CentOS7中DHCP的介紹與搭建DHCP中繼服務（理論+實踐）-創(chuàng)新互聯(lián)
文章來源：http://jinyejixie.com/article48/ggeep.html

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