第4章 DHCP服務


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DHCP前身是BOOTP,在Linux的網卡配置中也能看到顯示的是BOOTP,DHCP引進一個bootp沒有的概念:租約。bootp分配的地址是永久的,而dhcp分配的地址是可以有期限的。

[root@xuexi vsftpd]# grep -i bootproto /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
BOOTPROTO=dhcp

DHCP可以自動分配IP、子網掩碼、網關、DNS。

DHCP客戶端使用的端口68,服務端使用端口67,使用的UDP應用層的協議。

DHCP一般不為服務器分配IP,因為他們要使用固定IP,所以DHCP一般只為辦公環境的主機分配IP。

DHCP服務器和客戶端需要在一個局域網內,在為客戶端分配IP的時候需要進行多次廣播。但DHCP也可以為其他網段內主機分配IP,只要連接兩個網段中間的路由器能轉發DHCP配置請求即可,但這要求路由器配置中繼功能。

    

DHCP客戶端請求過程(4步請求過程)

1)搜索階段:客戶端廣播方式發送報文,搜索DHCP服務器。此時網段內所有機器都收到報文,只有DHCP服務器返回消息。

2)提供階段:眾多DHCP服務器返回報文信息,並從地址池找一個IP提供給客戶端。因為此時客戶端還沒有IP,所以返回信息也是以廣播的方式返回的。

3)選擇階段:選擇一個DHCP服務器,使用它提供的IP。然后發送廣播包,告訴眾多DHCP服務器,其已經選好DHCP服務器以及IP地址。此后沒有入選的DHCP就可以將原本想分配的IP分配給其他主機。

客戶端選擇第一個接收到的IP。誰的IP先到客戶端的速度是不可控的。但是如果在配置文件里開啟了authoritative選項則表示該服務器是權威服務器,其他DHCP服務器將失效,如果多台服務器都配置了這個權威選項,則還是競爭機制;通過MAC地址給客戶端配置固定IP也會優先於普通的動態DHCP分配。另外Windows的DHCP服務端回應Windows客戶端比Linux更快。

4)確認階段:DHCP服務器收到回應,向客戶端發送一個包含IP的數據包,確認租約,並指定租約時長。

 

如果DHCP服務器要跨網段提供服務,一樣是四步請求,只不過是每一步中間都多了一個路由器和DHCP服務器之間的單播通信。

1) 客戶端廣播方式發送報文,搜索DHCP服務器。所有機器包括路由器都收到報文,路由器配置了中繼,知道搜索消息后單播給DHCP服務器;

2)DHCP服務器單播返回信息給路由器,路由器再廣播給客戶端;

3)客戶端選擇DHCP服務器提供的IP,並廣播信息告訴它我選好了,路由器單播給DHCP服務器;

4)DHCP服務器收到信息將確認信息單播給路由器,路由器單播給客戶端。

所以DHCP的4步請求:

Client--> DHCPDISCOVER             # 廣播:客戶端發現DHCP服務器
          DHCPOFFER <-- Server     # 廣播:服務端提供IP給客戶端
Client
--> DCHPREQUEST # 廣播:客戶端請求使用提供的IP DCHPACK <-- Server # 單播:服務端進行確認,訂立租約等信息

續租的過程:

Client--> DHCPREQUEST              # 單播:繼續請求使用提供的IP
          DHCPACK <-- Server       # 單播:確認續租

DHCP服務器不跨網段提供服務時,它自己的IP地址必須要和地址池中全部IP在同一網絡中。

DHCP服務器跨網段提供服務時,它自己的IP地址必須要和地址池中的一部分IP在同一網絡中,另一部分提供給其他網段。因為如果自己的IP完全不在自己的網絡中而只提供其他網段的IP,更好的做法是將DHCP服務器設在那個需要DHCP服務的網絡中。

 當計算機從一個子網移到另一個子網,找的DHCP服務器不同,因為舊的租約還存在,會先續租,新的DHCP服務器肯定拒絕它的續租請求,這時將重新開始四步請求。

有些機器希望一直使用一個固定的IP,也就是靜態IP,除了手動進行配置,DHCP服務器也可以實現這個功能。DHCP服務器可以根據MAC地址來分配這台機器固定IP地址(保留地址),即使重啟或重裝了系統也不會改變根據MAC地址分配的地址。

假如在一個正常聯網有DHCP服務器的網段內因為做實驗練習的緣故新建立了一台DHCP服務器,但是這台DHCP服務器不能上網,會導致什么后果?使用DHCP分配地址的客戶端至少會有續租的請求,如果沒有續租成功,或者有新的計算機加入這個網絡,那么進行四步請求,有可能會請求到這個不能連網的DHCP服務器上,那么他也就不能上網了。特別是Windows的DHCP服務端回應Windows客戶端速度比Linux回應快。

安裝和配置DHCP服務

[root@xuexi ~]# yum -y install dhcp

[root@xuexi ~]# rpm -ql dhcp
/etc/dhcp/dhcpd.conf    # DHCP配置文件
/etc/sysconfig/dhcpd
/usr/sbin/dhcpd         # DHCP服務程序
/usr/sbin/dhcrelay      # 中繼命令程序,用於跨網段提供DHCP服務
/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases    # 存放租借信息(如IP)和租約信息(如租約時長)
/usr/share/doc/dhcp-4.1.1/dhcpd.conf.sample # 配置文件的范例文件

可以將dhcpd.conf.sample復制到/etc/。

[root@xuexi ~]# cp /usr/share/dhcp-4.1.1/dhcpd.conf.sample /etc/dhcpd.conf 

以下是dhcpd.conf中部分配置項。

# 每行分號結束
ddns-update-style none;      # 動態dns相關,幾乎不開啟它。也就是不管它。
ignore client-updates;       # 和上面的相關,也不管它
authoritative                # 聲明為權威服務器
next-server marvin.redhat.com; # PXE環境下指定的提供引導程序的文件服務器
# DHCP配置文件里必須配置一個地址池,其和DHCP服務器自身IP在同一網段
subnet 10.5.5.0 netmask 255.255.255.224 {
  range 10.5.5.26 10.5.5.30;             # 地址池
  option domain-name-servers ns1.internal.example.org;     # 為客戶端指明DNS服務器地址,可以是多個,最多三個
  option domain-name "internal.example.org";               # 為客戶端指明DNS名字,定義了它會覆蓋客戶端/etc/resolv.conf里的配置
  option routers 10.5.5.1;               # 默認路由,其實就是網關
  option broadcast-address 10.5.5.31;    # 廣播地址,不設置時默認會根據A/B/C類地址自動計算
  default-lease-time 600;                # 默認租約時長
  max-lease-time 7200;                   # 最大租約時長
}
#下面的是綁定MAC地址設置保留地址,保留地址不能是地址池中的地址 host fantasia { # 固定地址的配置,host后面的是標識符,沒意義
hardware ethernet 08:00:07:26:c0:a5; fixed-address 192.168.100.3; # 根據MAC地址分配的固定IP }

如果不讓dhcp修改/etc/resolv.conf里的內容,就在網卡配置文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ethX里添加一行選項:PEERDNS=no。

 

在客戶端如何獲取動態分配的地址呢?

方法一:service network restart

但是每次重啟網絡很麻煩,可以使用客戶端命令dhclient。

方法二:直接執行dhclient命令

這種方法下會顯示4部請求中需要顯示的步驟信息,以及最終分配的地址,所以是一個很好的理解dhcp工作的工具。

但是這種方法只能使用一次,第二次執行命令會提示該進程已經在執行,因為dhclient是一個進程。可以kill掉該進程再執行dhclient,或者使用dhclient -d選項。

方法三:dhclient -d

如何重新獲取IP地址

每次重啟網卡默認都獲取的同一個ip,有時候想換個ip都很麻煩。在/var/lib/dhclient/目錄下有".leases"文件,將它們清空或者刪除這些文件中對應網卡的部分,再重啟網絡就可以獲取新的動態ip。

[root@xuexi ~]# cat /var/lib/dhclient/dhclient-eth0.leases 
lease {
  interface "eth0";
  fixed-address 192.168.100.16;
  option subnet-mask 255.255.255.0;
  option routers 192.168.100.2;
  option dhcp-lease-time 1800;
  option dhcp-message-type 5;
  option domain-name-servers 192.168.100.2;
  option dhcp-server-identifier 192.168.100.254;
  option broadcast-address 192.168.100.255;
  option domain-name "localdomain";
  renew 3 2017/02/15 12:28:27;
  rebind 3 2017/02/15 12:42:39;
  expire 3 2017/02/15 12:46:24;
}

或者,在/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0加入"DHCPRELEASE=yes"。

當運行ifdown eth0的時候就會發出dhcprelase報文,查看/etc/sysconfig/network-scripts/ifdown-eth腳本中實際上是調用dhclient命令,用下面這個命令應該也可以。

/sbin/dhclient -r eth0


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