DHCP 服务器

DHCP 概述

1.功能

​ DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机配置协议是一种基于 UDP 且仅限用于局域网的网络协议，通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中地管理、分配 IP 地址，使网络环境中的主机动态获得 IP 地址、Gateway 地址、DNS 服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。另外，DHCP 也给移动客户机带来了很大的方便。因为某一子网为客户机设定的参数，往往只有在这个子网才能使用。如果移动到另一个子网，这些网络参数往往需要重新设置。采用动态地址分配可以解决这个问题，因为客户机事先是不设网络参数的，到了哪个子网，就可以从那个子网的 DHCP 服务器得到能正常工作的网络参数设置。

​ 同时，采用 DHCP 可以节省 IP 地址资源。在很多网络中，并不是连网的计算机都会同时工作，如果为每一台计算机分配一个固定 IP，将会造成大量的 IP 地址资源浪费。如果采用动态地址分配，则只需要分配最大同时工作客户机的 IP 数即可。

2.工作方式

​ DHCP 通常是用于局域网内的一个通信协议，它主要是通过客户端发送广播数据包给整个物理网段内的所有主机，若局域网内有 DHCP 服务器时，才会响应客户端的 IP 参数要求。所以，DHCP 服务器与客户端是应该在同一个物理网段内。整个 DHCP 数据包在服务器与客户端间的交互情况如图

IP 参数的程序可以简化如下：

​ **⚫ 客户端：**利用广播数据包发送搜索 DHCP 服务器的数据包。

​ 若客户端网络设置使用 DHCP 取得 IP，则当客户端开机或是重新启动网卡时，客户端主机会发送出查找 DHCP 服务器的 UDP 数据包给物理网段内的所有计算机。

​ **⚫ 服务器端：**提供客户端网络相关的租约以供选择。

​ DHCP 服务器在接收到客户端的要求后，会针对这个客户端的硬件地址（MAC）与本身的设置数据来进行下列工作：

​ ① 到服务器的日志文件中查找该用户之前是否租用过某个 IP，若有且该 IP 目前无人使用，则提供此 IP 给客户端。若配置文件针对该 MAC 地址提供特定的固定 IP（static IP）时，则提供该固定 IP 给客户端。

​ ② 若不符合上述两个条件，则随机选取当前没有使用过的 IP 参数给客户端，并记录下来。 总而言之，服务器端会针对客户端的要求提供一组网络参数租约给客户端选择。

​ **⚫ 客户端：**决定选择 DHCP 服务器提供的网络参数租约并向服务器确认。由于局域网内可能并非有一台 DHCP 服务器，但是客户端仅能接受一组网络参数租约。因此客户端需要选择。

​ 当决定好使用此服务器的网络参数租约后，客户端便开始使用这组网络参数来配置自己的网络环境。因此，客户端也会发送一个广播数据包给所有在此物理段内的主机。告知已经接受该服务器的租约，其他的没有被接受的 DHCP 服务器就会收回该 IP 租约。 被接受的 DHCP 服务器会继续进行以下动作。

​ **⚫ 服务端：**记录该次租约行为，并向客户端发送响应数据包信息以确认客户端的使用。

​ 当服务端接收到客户端的确认选择后，服务器会回送确认的相应数据包，告知客户端这个网络参数租约的期限，并且开始租约计时。

DHCP 服务程序涉及到的常见术语见表

名称	含义
作用域	一个完整的 IP 地址段，DHCP 服务根据作用域来管理网络的分布、分配 IP 地址及其它配置参数
超级作用域	用于支持同一物理网络上多个逻辑 IP 地址子网段，包括作用域的列表，并对子作用域统一管理
排除范围	将某些 IP 地址在作用域中排除，确保这些 IP 地址不会被提供给 DHCP 客户机
地址池	在定义 DHCP 服务的作用域并应用排除范围后，剩余用来动态分配给 DHCP 客户机的 IP 地址范围
租约	即 DHCP 客户机能够使用动态分配到的 IP 地址的时间
预约	保证局域子网中特定设备总是获取到相同的 IP 地址

3.IP 分配方式

DHCP 有多种分配方式

这 3 种地址分配方式中，只有动态分配方式可以重复使用客户端不再需要的地址。其中分配的信息包括：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。

分配方式	执行过程
自动分配	DHCP 服务器为主机指定一个永久性的 IP 地址，一旦 DHCP 客户端第一次成功从 DHCP 服务器租用到 IP 地址，就可以永久使用该地址
手动分配	DHCP 服务器给主机指定一个有时间限制的 IP 地址，时间到期或主机明确表示放弃该地址时，该地址可以被其他主机使用
动态分配	客户端的 IP 地址是由网络管理员指定的，DHCP 服务器只是将指定的 IP 地址告诉客户端主机。

4.DHCP 与 DNS

​ **DHCP 服务与 DNS 服务有很高的相关性。**比如，局域网内有很多 Linux 服务器时，需要将私有 IP 加入到每台主机的/etc/hosts 里面，这样连接阶段的等待时间才不会有超时或者是等待太久的问题。但是如果计算机数量太大，又有很多测试机，还需要常常去更新维护那些重装过操作系统的机器的/etc/hosts/文件，就会变得很麻烦。

​ 此时，在局域网内搭建一台 DNS 服务器负责主机名解析就很重要了。有 DNS 服务器帮忙进行主机名的解析，就不需要再反复去修改/etc/hosts 文件。未来的新机器或者新加入的计算机也不需要改写任务网络参数。

5.DHCP 配置

dhcpd 服务程序用于提供 DHCP 协议服务，可以使用 YUM 直接安装。dhcpd 服务程序与配置文件见表

主配置文件	/etc/dhcp/dhcpd.conf
执行程序	/usr/sbin/dhcpd
	/usr/sbin/dhcrelay

一个标准的DHCP配置文件应该包括全局配置参数（用于定义整个配置文件的全局参数）、子网网段声明（配置整个子网段的地址属性）、地址配置选项以及地址配置参数，具体涉及到的部分参数见表

参数	作用
ddns-update-style 类型	定义 DNS 服务动态更新的类型，类型包括：none（不支持动态更新），interim（互动更新模式）与 ad-hoc （特殊更新模式）
allow/ignore client-updates	允许/忽略客户机更新 DNS 记录
default-lease-time 2300	默认超时时间
max-lease-time 3211	最大超时时间
option domain-name-servers 8.8.8.8	定义 DNS 服务器地址
option domain-name "baidu.com"	定义 DNS 域名
range	定义用于分配的 IP 地址池
option subnet-mask	定义客户机的子网掩码
option routers	定义客户机的网关地址
broadcase-address	定义客户机的广播地址
ntp-server IP 地址	定义客户机的网络时间服务器（NTP）
nis-servers IP 地址	定义客户机的 NIS 域服务器的地址
hardware 硬件类型 MAC 地址	指定网卡接口的类型与 MAC 地址
server-name 主机名	通知 DHCP 客户机服务器的主机名
fixed-address IP 地址	将某个固定 IP 地址分配给指定主机