《Linux网络操作系统教程》课件 项目10 配置DHCP服务自动分配IP地址

《Linux网络操作系统实用教程》项目十

配置DHCP服务

自动分配IP地址知识CAPACITY目标

理解DHCP服务的功能和优点。理解DHCP服务分配IP地址的工作原理。理解DHCP中继代理服务解决的问题。技能CAPACITY目标掌握配置DHCP服务为直连子网分配IP地址。掌握配置DHCP服务为客户端分配固定IP地址。掌握配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址。思政IDEOLOGY目标

通过配置DHCP服务培养学生分而治之、循序渐进的做事方法通过拓展阅读培养学生树立崇高的人生目标项目知识准备项目导入项目实施项目小结一、项目导入背景现状机房、实验室和办公计算机，手动配置IP地址的工作量大，且在配置时容易导致IP地址冲突，甚至配置错误的网关地址或DNS服务器地址等，导致无法上网。随着无线网络的覆盖，移动终端设备、笔记本等增多，无法给这些位置不断移动的终端设备配置静态IP地址。需求分析存在多个子网

子网IP网段规划存在多个子网

能够为多个子网分配TCP/IP参数DHCP服务器和客户端在同一子网

配置为直连子网分配TCP/IP参数为客户端分配固定IP地址

配置客户保留为其它子网分配IP地址

配置DHCP中继代理服务为其他子网分配TCP/IP参数项目知识准备项目导入项目实施项目小结二、项目知识准备10.1DHCP服务概述设置IP地址可以采用两种方式：（1）手工配置IP地址等参数：配置的IP地址容易冲突、错误。（2）由网络中服务器自动给客户机分配IP地址：适用于规模较大的网络、移动网络或经常变动的网络，这就用到DHCP服务。DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）的中文意思为动态主机配置协议，是TCP/IP层次模型的应用层协议，是一种用于简化网络内计算机获得IP地址等相关配置参数的协议。通过DHCP服务器为网络上启用自动获得IP地址的客户机自动分配IP地址、子网掩码、网关及DNS服务器地址等参数。二、项目知识准备10.1DHCP服务概述DHCP服务基于客户/服务器的通信模式，DHCP服务器为DHCP客户端提供自动分配IP地址的任务，DHCP服务器既可以为直连子网分配IP地址，亦可以跨网络通过中继功能为另一个子网分配IP地址。DHCP服务器为网络1客户端可以直接分配IP地址等参数，为网络2客户端分配IP地址要通过路由器或三层交换机的中继转发功能完成IP地址分配。二、项目知识准备第一次启用DHCP功能的客户端和DHCP服务器通过以下通信过程完成IP地址等参数的分配，具体通信过程如下：10.2DHCP服务分配IP地址工作过程（1）客户端IP租用请求阶段：DHCP客户端广播一个请求发现分组，向本网络上的DHCP服务器请求提供IP租约。此请求分组的源IP地址为，源端口68，目的IP地址为广播地址55，目的端口为67。即：Src=sPort=68Dest=55DPort=67（2）服务端IP租用提供阶段：网络上所有的DHCP服务器均会收到此广播请求，每台DHCP服务器回应一个响应分组，提供一个IP地址给客户端。此响应分组的源IP地址为服务器IP地址(假设为)，源端口67，目的IP地址为广播地址55，目的端口为68。即：Src=sPort=67Dest=55DPort=68二、项目知识准备第一次启用DHCP功能的客户端和DHCP服务器通过以下通信过程完成IP地址等参数的分配，具体通信过程如下：10.2DHCP服务分配IP地址工作过程（3）客户端IP租用选择阶段：客户端可能收到多个DHCP服务器提供的IP地址，从收到的第一个响应消息中选中服务器提供的IP地址，并向网络中广播一个请求分组，表明自己已经接受了一个DHCP服务器提供的IP地址，该广播包中包含所接受的IP地址和提供此地址的DHCP服务器IP地址，也告知没有被选中的DHCP服务器收回自己预分配的IP地址。此请求分组的源IP地址为，源端口68，目的IP地址为广播地址55，目的端口为67。即：Src=sPort=68Dest=55DPort=67二、项目知识准备第一次启用DHCP功能的客户端和DHCP服务器通过以下通信过程完成IP地址等参数的分配，具体通信过程如下：10.2DHCP服务分配IP地址工作过程（4）服务端IP租用确认阶段：被客户机选中的DHCP服务器在收到客户端请求广播分组后，广播给客户端一个响应分组，表明已经接受客户机的选择，并将这一IP地址的合法租用以及其他的配置信息都放入该广播分组发送给客户机。客户机在收到服务器响应分组后，会使用该广播分组中的信息来配置自己的TCP/IP地址，租用过程完成。此响应分组的源IP地址为服务器IP地址(假设为)，源端口67，目的IP地址为广播地址55，目的端口为68。即：Src=sPort=67Dest=55DPort=68二、项目知识准备10.3DHCP服务地址续租DHCP服务器分配给客户机的IP地址是有使用期限的，只能在一段有限的时间内使用，DHCP协议称这段时间为租用期。租约将到期时有自动续订和人工续订两种方式。（1）自动续订：租约期限到一半时，客户机会自动向DHCP服务器发送DHCP请求分组，如果此IP地址继续有效，DHCP服务器会回应DHCP响应分组，完成续约。如果没有完成续约，则租约期限到四分之三时，再重新发起租约请求，重复上述过程。（2）人工续订：DHCP客户端使用ipconfig/renew命令重新发起IP地址租约请求。二、项目知识准备10.4DHCP服务功能和优势（1）避免人工配置IP等参数的错误和冲突。（2）减轻管理员配置管理负担。（3）便于对经常移动的计算机和终端进行TCP/IP上网参数自动配置。（4）有助于解决IP地址不够用的问题，提供IP地址使用效率。项目设计与准备项目知识准备项目实施项目小结三、项目实施项目任务分解列表三、项目实施任务1实训环境准备具体要求：三台计算机构建实训环境：一台centos7.9虚拟机配置为DHCP服务器，手动配置IP地址等参数；另一台centos7.9虚拟机作为客户端，测试能否自动获得IP地址；一台Windows10系统作为客户端，测试能否自动获得IP地址，虚拟机通信模式设置为仅主机模式，构建和外网隔离的内部网络，不受其它DHCP服务的影响。三、项目实施任务1实训环境准备Step1：如左图，windows客户端中启用vmnet1虚拟网卡。使用vmnet1虚拟网卡验证能否自动获得DHCP服务器分配的IP地址。Step2：如中图，windows客户端中通过单击桌面“开始”按钮，在搜索栏输入“服务”，以“管理员身份”打开服务管理窗口；如右图所示，找到默认DHCP服务，“停止”该服务。三、项目实施任务1实训环境准备Step3：设置作为DHCP服务器的虚拟机网络通信为仅主机模式。Step4：手动配置DHCP服务器IP地址，通过编辑网络接口配置文件修改“BOOTPROTO=static”和“ONBOOT=yes”两行，增加两行配置，其它行默认不变。[root@dhcpserver~]#vim/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33//省略部分行BOOTPROTO=static//修改为static表示手工设置IP地址等参数ONBOOT=yes//修改为yes表示随系统启动而激活网卡IPADDR=//添加此行设置IP地址NETMASK=//添加此行设置子网掩码[root@dhcpserver~]#systemctlrestartnetwork//重新启动网络服务[root@dhcpserver~]#ipaddrshowens33//查看网络接口连接配置//省略部分行

link/ether00:0c:29:e4:a3:2abrdff:ff:ff:ff:ff:ffinet/24brd55scopeglobalnoprefixrouteens33//省略部分行三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读Step1：配置yum工具使用环境。具体参考项目8任务1。Step2：安装DHCP服务软件。[root@dhcpserver~]#yum-yinstalldhcp//省略部分行已安装:dhcp.x86_6412:4.2.5-82.el7.centosStep3：用“rpm-qldhcp”命令查看安装DHCP服务软件后，如下表列出了配置DHCP服务的相关文件及作用。[root@dhcpserver~]#rpm-qldhcp//查看安装DHCP软件包后产生的文件列表信息三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf[root@dhcpserver~]#cat/etc/dhcp/dhcpd.conf#DHCPServerConfigurationfile.#see/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example#seedhcpd.conf(5)manpage[root@dhcpserver~]#cat/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example//查看样例文件“see/usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example”，这是主配置文件的样例配置文件，此文件给出了配置DHCP服务的主要参数和典型例子。三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf内容分为两个部分,即全局配置部分和子网配置部分。通常包括参数、选项、声明三种类型的配置项。三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf（1）参数——设置DHCP服务分配IP地址时对客户端的一些功能和限制。三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf(2)选项——用来配置DHCP服务的可选参数，以option关键字开头，主要设置给客户端分配的额外参数,不是必须的。三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf(3)声明——用来描述DHCP服务器所服务网络的信息，分配给客户端的地址等参数信息，或把一组参数应用到声明中三、项目实施任务2DHCP服务安装和主配置文件内容解读主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.confDHCP主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf的配置模版如下：三、项目实施任务3配置DHCP服务为直连子网分配IP地址具体要求：校园网架设DHCP服务器，为其中一个机房内计算机分配的IP地址范围为0～00,子网掩码为,默认网关为54，DNS服务器IP地址14,指定网络域名为，默认租约为3600秒，最大租约为7200秒。三、项目实施任务3配置DHCP服务为直连子网分配IP地址Step1：修改DHCP服务器的主配置文件/etc/dhcp/dhcpd.conf。添加部分代码如下：[root@dhcpserver~]#vim/etc/dhcp/dhcpd.conf//subnet定义DHCP作用域，对应一个子网，设置分配给客户端的IP地址等参数subnetnetmask{range000;//指定可分配的IP地址池范围

optiondomain-name-servers14;//指定分配的DNS服务器地址

optiondomain-name"";//指定DNS域名后缀名

optionrouters54;//指定分配的网关地址

optionbroadcast-address55;//指定分配的广播地址

default-lease-time3600;//指定默认租约时间，默认单位秒

max-lease-time7200;//指定最大租约时间}Step2：启动DHCP服务和设置Firewalld防火墙放行DHCP服务。[root@dhcpserver~]#dhcpd-t //检查语法有无错误[root@dhcpserver~]#systemctlstartdhcpd //启动DHCP服务使配置生效[root@dhcpserver~]#firewall-cmd--permanent--add-service=dhcp//放行DHCP服务[root@dhcpserver~]#firewall-cmd--reload//加载生效配置三、项目实施任务3配置DHCP服务为直连子网分配IP地址Step3：如左图，设置Windows10客户端vmnet1虚拟网卡自动获得IP地址等参数。Step4：如右图，通过Windows10客户端图形界面查看vmnet1虚拟网卡获得的IP地址等连接参数。三、项目实施任务3配置DHCP服务为直连子网分配IP地址Step5：通过Windows10客户端打开命令行，用ipconfig命令查看vmnet1虚拟网卡获得的IP地址等参数。C:\Windows\System32>ipconfig/all……//省略部分行以太网适配器VMwareNetworkAdapterVMnet1:

连接特定的DNS后缀.......:

描述...............:VMwareVirtualEthernetAdapterforVMnet1

物理地址.............:00-50-56-C0-00-01//网卡物理地址……//省略部分行IPv4地址............:0(首选)//分配的IP地址

子网掩码............:

//分配的子网掩码

获得租约的时间.........:2023年9月8日23:35:59

租约过期的时间.........:2023年9月9日0:35:59

默认网关.............:54//分配的网关地址DHCP服务器...........:

//DHCP服务器地址DHCPv6IAID...........:83906646DHCPv6客户端DUID.......:00-01-00-01-28-64-4B-BD-00-F4-8D-DC-B4-5BDNS服务器...........:14//分配DNS服务器地址TCPIP上的NetBIOS.......:已启用C:\Windows\System32>ipconfig//简单查看获得的IP地址信息C:\Windows\System32>ipconfig/release//重新释放IP地址等参数C:\Windows\System32>ipconfig/renew//重新获得IP地址等参数三、项目实施任务3配置DHCP服务为直连子网分配IP地址

Step6：通过Linux客户端验证自动获得的地址。编辑客户端的网卡接口配置文件,将网卡获取IP地址的方式改为dhcp→重启网络服务→查看客户端是否获取了IP地址等网络参数。[root@dhcpclient~]#vi/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33……//省略部分行BOOTPROTO=dhcp //将网卡获取IP地址的方式修改为“dhcp”ONBOOT=yes……//省略部分行[root@dhcpclient~]#systemctlrestartnetwork//重启网络服务使新配置的网卡生效[root@dhcpclient~]#ipaddrshowens33……//省略部分行inet1/24brd55scopeglobalnoprefixroutedynamicens33……//省略部分行[root@dhcpclient~]#dhclient-r//重新释放IP地址[root@dhcpclient~]#dhclient//重新获取IP地址[root@dhcpclient~]#ipaddrshowens33//再查看获得的IP地址三、项目实施任务3配置DHCP服务为直连子网分配IP地址Step7：在DHCP服务器的租约文件/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases中，能查看到分配给客户端的IP地址和租约时间。[root@dhcpserveryum.repos.d]#cat/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases#Theformatofthisfileisdocumentedinthedhcpd.leases(5)manualpage.#Thisleasefilewaswrittenbyisc-dhcp-4.2.5lease0{starts62023/09/0913:21:58;ends62023/09/0913:46:08;tstp62023/09/0913:46:08;cltt62023/09/0913:21:58;bindingstatefree;hardwareethernet00:50:56:c0:00:01;uid"\001\000PV\300\000\001";}lease1{starts62023/09/0913:41:38;ends62023/09/0914:41:38;……//省略部分行三、项目实施任务4为客户端分配固定IP地址具体要求：为Windows10客户端分配固定IP地址4，为Linux客户端分配固定IP地址5，查看两个客户端网卡的物理地址，在DHCP服务器中建立客户保留，把分配的固定IP地址和客户端网卡MAC地址绑定即可。三、项目实施任务4为客户端分配固定IP地址Step1：查看Windows10客户端vmnet1网卡接口的物理地址。C:\Windows\System32>ipconfig/all//省略部分行以太网适配器VMwareNetworkAdapterVMnet1:

连接特定的DNS后缀.......:

描述...............:VMwareVirtualEthernetAdapterforVMnet1

物理地址.............:00-50-56-C0-00-01//网卡物理地址//省略部分行Step2：查看Linux客户端ens33网卡的物理地址。[root@dhcpclient~]#ipaddrshowens332:ens33:<BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP>mtu1500link/ether00:0c:29:c4:6b:5abrdff:ff:ff:ff:ff:ffinet1/24brd55scopeglobalnoprefixroutedynamicens33//省略部分行三、项目实施任务4为客户端分配固定IP地址Step3：编辑DHCP服务主配置文件添加配置语句，建立客户保留，设置客户端网卡MAC地址和固定IP地址的绑定。[root@dhcpserver~]#vi/etc/dhcp/dhcpd.conf

//省略部分行subnetnetmask{//省略部分行hostwin10{//使用host定义客户保留win10hardwareethernet00:50:56:c0:00:01;//客户端网卡物理地址fixed-address4;//分配给客户端的固定IP地址}hostlinux{//使用host定义客户保留linuxhardwareethernet00:0c:29:c4:6b:5a;fixed-address5;}}[root@dhcpserver~]#dhcpd-t //检查语法有无错误[root@dhcpserver~]#systemctlrestartdhcpd //启动DHCP服务使配置生效三、项目实施任务4为客户端分配固定IP地址Step4：查看Windows10客户端vmnet1网卡能否获得分配的固定IP地址。C:\Windows\System32>ipconfig/releaseC:\Windows\System32>ipconfig/renewC:\Windows\System32>ipconfig//省略部分行IPv4地址............:4//省略部分行[root@dhcpclient~]#dhclient-r[root@dhcpclient~]#dhclient[root@dhcpclient~]#ipaddrshowens33//省略部分行

inet5/24brd55scopeglobaldynamicens33Step5：查看Linux客户端网卡接口能否获得分配的固定IP地址。三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址具体要求：校园网有300台实训用的计算机，分布在两个机房。构建DHCP服务器、DHCP中继代理服务,为两个机房的计算机提供动态地址分配服务。其中默认租约时间21600秒,最大租约时间43200秒,客户端使用的DNS服务器地址为8和14。IP地址范围分别为0～60和0～70,子网1和子网2的默认网关分别为54、。三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址具体要求：安徽财贸职业学院有300台实训用的计算机，分布在两个机房。构建DHCP服务器、DHCP中继代理服务,为两个机房的计算机提供动态地址分配服务。其中默认租约时间21600秒,最大租约时间43200秒,客户端使用的DNS服务器地址为8和14。IP地址范围分别为0～60和0～70,子网1和子网2的默认网关分别为54、。三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step1：在VMware虚拟机管理界面中，打开要配置DHCP中继代理服务的虚拟机设置窗口，添加一块网卡接口，启动Linux系统能自动识别所添加的网卡接口设备。三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step2：通过虚拟机管理界面，通过单击“编辑”菜单命令打开“虚拟网络编辑器”窗口，通过“添加网络”按钮，选择添加虚拟网络vmnet2。Step3：分别选中vmnet1和vmnet2网络，分别设置为“仅主机模式”，分别去掉“使用本地DHCP服务将IP地址分配给虚拟机”前面的勾选，并应用设置。此时在宿主机Windows10系统中多出一块虚拟网卡接口vmnet2。三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step4：如左图提示，打开作为DHCP服务器的虚拟机设置窗口，设置网卡接口连接自定义虚拟网络vmnet1。Step5：如右图所示，设置作为中继代理服务器的虚拟机第一块网卡接口连接自定义网络vmnet1，添加的第二块网卡接口连接自定义网络vmnet2。三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step6：配置DHCP服务器网卡接口IP地址、子网掩码和网关地址等连接参数。[root@dhcpserver~]#vim/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33//省略部分行BOOTPROTO=static

ONBOOT=yes

IPADDR=

NETMASK=

GATEWAY=54[root@dhcpserver~]#systemctlrestartnetwork[root@dhcpserver~]#ipaddrshowens33三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step7：配置DHCP中继代理服务器两块网卡接口的IP地址和子网掩码等连接参数。[root@dhcprelay~]#vim/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33//省略部分行BOOTPROTO=static

ONBOOT=yes

IPADDR=54

NETMASK=

[root@dhcprelay~]#systemctlrestartnetwork[root@dhcprelay~]#ipaddrshowens33//配置添加的第二块网卡IP地址和子网掩码[root@dhcprelay~]#cd/etc/sysconfig/network-scripts/[root@dhcprelay~]#cpifcfg-ens33ifcfg-ens36//生成第二块网卡接口配置文件[root@dhcprelay~]#vimifcfg-ens36//省略部分行NAME=ens36//修改为ens36UUID=8cb13d11-b21b-4bca-83a9-79bf1474431c

//修改其中一位值即可，避免冲突DEVICE=ens36

//修改为ens36IPADDR=

NETMASK=

[root@dhcprelay~]#systemctlrestartnetwork[root@dhcprelay~]#ipaddrshowens36三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step8：配置DHCP服务器建立两个作用域，为子网1（/24）和子网2（/24）中客户端分配IP地址等参数。子网1即vmnet1虚拟网络，子网2即vmnet2虚拟网络。[root@dhcpserver~]#mount/dev/cdrom/mnt[root@dhcpserver~]#rpm-ivh/mnt/Packages/dhcp-4.2.5-82.el7.centos.x86_64.rpm

[root@dhcpserver~]#vi/etc/dhcp/dhcpd.conf//全局配置选项被两个作用域继承default-lease-time21600;max-lease-time43200;optiondomain-name"";optiondomain-name-servers8,14;//建立作用域对应子网1（/24）subnetnetmask{range060;optionrouters54;}//建立作用域对应子网2（/24）subnetnetmask{range070;optionrouters;}[root@dhcpserver~]#dhcpd-t[root@dhcpserver~]#systemctlrestartdhcpd[root@dhcpserver~]#systemctlstopfirewalld//关闭Firewalld防火墙[root@dhcpserver~]#setenforce0//SElinux放行服务三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step9：配置DHCP中继代理服务器，通过中继代理功能为子网2，即vmnet2网络中客户端完成地址分配。[root@dhcprelay~]#mount/dev/cdrom/mnt[root@dhcprelay~]#rpm-ivh/mnt/Packages/dhcp-4.2.5-82.el7.centos.x86_64.rpm

//复制中继代理配置文件到指定的目录[root@dhcprelay~]#cp/lib/systemd/system/dhcrelay.service/etc/systemd/system/[root@dhcprelay~]#vim/etc/systemd/system/dhcrelay.service//编辑配置文件//省略部分行[Service]//找到此节Type=notify//只需修改此行，指派DHCP服务器的IP地址以及侦听DHCP请求的网络接口ExecStart=/usr/sbin/dhcrelay-d--no-pid-iens33-iens36//省略部分行[root@dhcprelay~]#systemctlrestartdhcrelay//启动中继代理服务[root@dhcprelay~]#systemctlenabledhcrelay//开机自启[root@dhcprelay~]#systemctlstopfirewalld[root@dhcprelay~]#setenforce0//开启IP包转发功能[root@dhcprelay~]#echo"net.ipv4.ip_forward=1">>/etc/sysctl.conf[root@dhcprelay~]#sysctl-p//立即生效三、项目实施任务5配置DHCP中继代理服务为多个子网分配IP地址Step10:验证连接子网1的Windows10客户端网卡vmnet1获得的IP地址。C:\Windows\System32>ipconfig/all//省略部分行以太网适配器VMwareNetworkAdapterVMnet1:

连接特定的DNS后缀.......://省略部分行IPv4地址............:1(首选)

子网掩码............:

获得租约的时间.........:2023年9月10日23:41:07

租约过期的时间.........:2023年9月