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DHCP ​

概述 ​

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机配置协议 DHCP 是由 Internet 工作任务小组设计开发的，专门用于为 TCP/IP 网络中的计算机自动 分配 TCP/IP 参数的协议。 使用 DHCP 可以减少管理员的工作量，避免 IP 地址冲突，当网络更改 IP 地址网段时不 需要再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。

可分配的地址信息 ​

  • 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

DHCP 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，供其他客户机使用

DHCP 工作流程 ​

mermaid
sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server
    Client->>Server: DHCP Discover (广播)
    Server->>Client: DHCP Offer (广播)
    Client->>Server: DHCP Request (广播)
    Server->>Client: DHCP Ack (广播)

1.DHCP Discover（客户端发现DHCP服务器） ​

  • 客户端（无IP）发送 DHCP Discover 广播包（目标IP 255.255.255.255，端口 67）。
  • 目的：寻找可用的DHCP服务器。
  • 数据包内容：
    • 源MAC：客户端MAC
    • 目标MAC：FF:FF:FF:FF:FF:FF（广播）
    • 消息类型：DHCP Discover

2.DHCP Offer（服务器提供IP） ​

  • DHCP服务器 收到 Discover 后，从地址池中选择一个可用IP（如 192.168.1.100）。
  • 发送 DHCP Offer 广播包（仍通过 255.255.255.255）。
  • 数据包内容：
    • 提供的IP地址
    • 子网掩码（如 255.255.255.0）
    • 默认网关（如 192.168.1.1）
    • DNS服务器
    • 租期时间（如 24小时）

3.DHCP Request（客户端确认选择） ​

  • 客户端 可能收到多个 Offer（多DHCP服务器时），选择第一个，并发送 DHCP Request 广播包。
  • 目的：正式请求该IP，并通知其他DHCP服务器撤回Offer。
  • 数据包内容：
    • 选择的服务器IP（option dhcp-server-identifier）
    • 请求的IP地址

4.DHCP Ack（服务器确认分配） ​

  • DHCP服务器 收到 Request 后，确认分配IP，并发送 DHCP Ack 广播包。
  • 客户端收到 Ack 后：
    • 配置IP地址、子网掩码、网关等。
    • 记录租期时间（如 24小时）。

DHCP 续租流程（Renew & Rebind） ​

mermaid
sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server
    Note over Client: 租期50%时（如12小时后）
    Client->>Server: DHCP Request (单播)
    alt 服务器在线
        Server->>Client: DHCP Ack (续租成功)
    else 服务器无响应
        Note over Client: 租期87.5%时（如21小时后）
        Client->>Server: DHCP Request (广播)
        alt 新服务器响应
            Server->>Client: DHCP Ack (重新绑定)
        else 无响应
            Client->>Client: 释放IP，重新Discover
        end
    end

1. 租期50%时（Renew） ​

  • 客户端单播发送 DHCP Request 到原DHCP服务器（IP已知）。
  • 服务器响应 DHCP Ack，延长租期。

2. 租期87.5%时（Rebind） ​

  • 如果服务器无响应，客户端广播 DHCP Request，允许其他DHCP服务器接管。
  • 若仍无响应，客户端在租期到期后释放IP，重新发起 DHCP Discover。

DHCP 典型应用场景 ​

1. 局域网（LAN）IP分配 ​

  • 客户端自动获取IP，无需手动配置。

2. 跨子网DHCP（DHCP中继） ​

  • 中继代理（Relay Agent） 在路由器上配置，转发DHCP广播包到指定服务器。

3. IP地址预留（Reservation） ​

  • 根据MAC地址固定分配某个IP（如打印机、服务器）。

Linux 中 DHCP 的安装与配置 ​

安装 ​

bash
yum -y install dhcp

文件路径 ​

  • 主配置文件：/etc/dhcp/dhcpd.conf
  • 执行程序：/usr/sbin/dhcpd、/usr/sbin/dhcrelay
  • 服务脚本：/etc/init.d/dhcpd、/etc/init.d/dhcrelay
  • 执行参数配置：/etc/sysconfig/dhcpd
  • DHCP 中继配置：/etc/sysconfig/dhcrelay

修改配置文件dhcpd.conf ​

bash
# 复制模板文件到配置文件中（rpm -ql dhcpd）
cat /usr/share/doc/dhcp-server/dhcpd.conf.example > /etc/dhcp/dhcpd.conf

dhcpd 服务的全局配置 ​

  • ddns-update-style：动态 DNS 更新模式。用来设置与 DHCP 服务相关联的 DNS 数据动态更新模式。在实际的 DHCP 应用中很少用到该参数，将值设为“none”即 可。

  • default-lease-time：默认租约时间。单位为秒，表示客户端可以从 DHCP 服务器 租用某个 IP 地址的默认时间。

  • max-lease-time：最大租约时间。单位为秒，表示允许 DHCP 客户端请求的最大 租约时间，当客户端未请求明确的租约时间时，服务器将采用默认租约时间。

  • option domain-name：默认搜索区域。为客户机指定解析主机名时的默认搜索域， 该配置选项将体现在客户机的/etc/resolv.conf 配置文件中，如“search benet.com”。

  • option domain-name-servers：DNS 服务器地址。为客户机指定解析域名时使用 的 DNS 服务器地址，该配置选项同样将体现在客户机的/etc/resolv.conf 配置文件 中（如“nameserver 202.106.0.20”）。需设置多个 DNS 服务器地址时，以逗号进 行分隔。

ini
ddns-update-style none; 			# 禁用 DNS 动态更新
default-lease-time 21600; 			# 默认租约为 6 小时
max-lease-time 43200; 				# 最大租约为 12 小时
option domain-name "bdqn.com"; 		# 指定默认搜索域
option domain-name-servers 202.106.0.20, 202.106.148.1; # 指定 DNS 服务器地址
log-facility local7; 				# 指定DHCP服务器日志消息的记录设施（facility）和级别（level）

subnet 网段声明 ​

一台 DHCP 服务器可以为多个网段提供服务，因此 subnet 网段声明必须有而且可以有 多个。

ini
subnet 192.168.91.0 netmask 255.255.255.0 { 			# 声明网段地址
    range 192.168.91.128 192.168.91.254; 				# 设置地址池,可以有多个
    option routers 192.168.91.1; 						# 指定默认网关地址
}

host 主机声明（可选） ​

host 声明用于设置单个主机的网络属性，通常用于为网络打印机或个别服务器分配固 定的 IP 地址（保留地址），这些主机的共同特点是要求每次获取的 IP 地址相同，以确保服 务的稳定性。host 声明通过 host 关键字指定需要使用保留地址的客户机名称，并使用“hardware ethernet”参数指定该主机的 MAC 地址，使用“fixed-address”参数指定保留给该主机的 IP 地 址。

ini
host prtsvr {
    hardware ethernet 00:c0:c3:22:46:81;
    fixed-address 192.168.4.100;
}