轉(zhuǎn)載：https://www.linuxprobe.com/chapter-14.html

本章講解動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol）草添，該協(xié)議用于自動(dòng)管理局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)的IP地址谬返、子網(wǎng)掩碼智亮、網(wǎng)關(guān)地址及DNS地址等參數(shù)酌呆，可以有效地提升IP地址的利用率榔幸，提高配置效率愉豺，并降低管理與維護(hù)成本篓吁。

本章詳細(xì)講解了在Linux系統(tǒng)中配置部署dhcpd服務(wù)程序的方法，剖析了dhcpd服務(wù)程序配置文件內(nèi)每個(gè)參數(shù)的作用蚪拦，并通過(guò)自動(dòng)分配IP地址杖剪、綁定IP地址與MAC地址等實(shí)驗(yàn)，讓各位讀者更直觀地體會(huì)DHCP協(xié)議的強(qiáng)大之處驰贷。

14.1 動(dòng)態(tài)主機(jī)地址管理協(xié)議

動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）是一種基于UDP協(xié)議且僅限于在局域網(wǎng)內(nèi)部使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議盛嘿，主要用于大型的局域網(wǎng)環(huán)境或者存在較多移動(dòng)辦公設(shè)備的局域網(wǎng)環(huán)境中，其主要用途是為局域網(wǎng)內(nèi)部的設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址等參數(shù)括袒。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)次兆，DHCP協(xié)議就是讓局域網(wǎng)中的主機(jī)自動(dòng)獲得網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的服務(wù)。在圖14-1所示的拓?fù)鋱D中存在多臺(tái)主機(jī)锹锰，如果手動(dòng)配置每臺(tái)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)會(huì)相當(dāng)麻煩芥炭，日后維護(hù)起來(lái)也讓人頭大。而且當(dāng)機(jī)房?jī)?nèi)的主機(jī)數(shù)量進(jìn)一步增加時(shí)（比如有100臺(tái)恃慧，甚至1000臺(tái)）园蝠，這個(gè)手動(dòng)配置以及維護(hù)工作的工作量足以讓運(yùn)維人員崩潰。借助于DHCP協(xié)議糕伐，不僅可以為主機(jī)自動(dòng)分配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)砰琢，還可以確保主機(jī)使用的IP地址是唯一的，更重要的是良瞧，還能為特定主機(jī)分配固定的IP地址陪汽。

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址褥蚯。

圖14-1 DHCP協(xié)議的拓?fù)涫疽鈭D

DHCP協(xié)議的應(yīng)用十分廣泛挚冤，無(wú)論是服務(wù)器機(jī)房還是家庭、機(jī)場(chǎng)赞庶、咖啡館训挡，都會(huì)見(jiàn)到它的身影澳骤。比如先壕，本書(shū)的某位讀者開(kāi)了一家咖啡廳侦另，在為顧客提供咖啡的同時(shí)骂倘，還為顧客免費(fèi)提供無(wú)線上網(wǎng)服務(wù)志于。這樣一來(lái)碍岔，顧客就可以一邊愜意地喝著咖啡抗斤，一邊連著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)刷朋友圈了肾筐。但是枫疆，作為咖啡廳老板的您忘分，肯定不希望（也沒(méi)有時(shí)間）為每一位造訪的顧客手動(dòng)設(shè)置IP地址棋枕、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址等信息妒峦。另外重斑，考慮到咖啡館使用的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)段一般為192.168.10.0/24（C類(lèi)私有地址），最多能容納的主機(jī)數(shù)為200多臺(tái)肯骇。而咖啡廳一天的客流量肯定不止200人窥浪。如果采用手動(dòng)方式為他們分配IP地址，則當(dāng)他們?cè)陔x開(kāi)咖啡廳時(shí)并不會(huì)自動(dòng)釋放這個(gè)IP地址累盗，這就可能出現(xiàn)IP地址不夠用的情況寒矿。這一方面會(huì)造成IP地址的浪費(fèi)，另外一方面也增加的IP地址的管理成本若债。而使用DHCP協(xié)議符相，這一切都迎刃而解—老板只需安心服務(wù)好顧客，為其提供美味的咖啡蠢琳；顧客通過(guò)運(yùn)行DHCP協(xié)議的服務(wù)器自動(dòng)獲得上網(wǎng)所需的IP地址啊终，等離開(kāi)咖啡廳時(shí)IP地址將被DHCP服務(wù)器收回，以備其他顧客使用傲须。

既然確定在今后的生產(chǎn)環(huán)境中肯定離不開(kāi)DHCP了蓝牲，那么也就有必要好好地熟悉一下DHCP涉及的常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)了。

作用域：一個(gè)完整的IP地址段泰讽，DHCP協(xié)議根據(jù)作用域來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)的分布例衍、分配IP地址及其他配置參數(shù)。

超級(jí)作用域：用于管理處于同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)邏輯子網(wǎng)段已卸。超級(jí)作用域中包含了可以統(tǒng)一管理的作用域列表佛玄。

排除范圍：把作用域中的某些IP地址排除，確保這些IP地址不會(huì)分配給DHCP客戶(hù)端累澡。

地址池：在定義了DHCP的作用域并應(yīng)用了排除范圍后梦抢，剩余的用來(lái)動(dòng)態(tài)分配給DHCP客戶(hù)端的IP地址范圍。

租約：DHCP客戶(hù)端能夠使用動(dòng)態(tài)分配的IP地址的時(shí)間愧哟。

預(yù)約：保證網(wǎng)絡(luò)中的特定設(shè)備總是獲取到相同的IP地址奥吩。

14.2 部署dhcpd服務(wù)程序

dhcpd是Linux系統(tǒng)中用于提供DHCP協(xié)議的服務(wù)程序哼蛆。盡管DHCP協(xié)議的功能十分強(qiáng)大，但是dhcpd服務(wù)程序的配置步驟卻十分簡(jiǎn)單霞赫，這也在很大程度上降低了在Linux中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)主機(jī)管理服務(wù)的門(mén)檻腮介。

在確認(rèn)Yum軟件倉(cāng)庫(kù)配置妥當(dāng)之后，安裝dhcpd服務(wù)程序：

[root@linuxprobe ~]# yum install dhcp
Loaded plugins: langpacks, product-id, subscription-manager
This system is not registered to Red Hat Subscription Management. You can use subscription-manager to register.
rhel | 4.1 kB 00:00 
Resolving Dependencies
--> Running transaction check
---> Package dhcp.x86_64 12:4.2.5-27.el7 will be installed
--> Finished Dependency Resolution
Dependencies Resolved
================================================================================
 Package Arch Version Repository Size
================================================================================
Installing:
 dhcp x86_64 12:4.2.5-27.el7 rhel 506 k
Transaction Summary
================================================================================
Install 1 Package
Total download size: 506 k
Installed size: 1.4 M
Is this ok [y/d/N]: **y**
Downloading packages:
Running transaction check
Running transaction test
Transaction test succeeded
Running transaction
 Installing : 12:dhcp-4.2.5-27.el7.x86_64 1/1 
 Verifying : 12:dhcp-4.2.5-27.el7.x86_64 1/1 
Installed:
 dhcp.x86_64 12:4.2.5-27.el7 
Complete!

查看dhcpd服務(wù)程序的配置文件內(nèi)容绩脆。

[root@linuxprobe ~]# cat /etc/dhcp/dhcpd.conf
# DHCP Server Configuration file.
# see /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example
# see dhcpd.conf(5) man page

是的萤厅，您沒(méi)有看錯(cuò)！dhcp的服務(wù)程序的配置文件中只有3行注釋語(yǔ)句靴迫，這意味著我們需要自行編寫(xiě)這個(gè)文件。如果讀者不知道怎么編寫(xiě)楼誓，可以看一下配置文件中第2行的參考示例文件玉锌，其組成架構(gòu)如圖14-2所示。

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址疟羹。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址主守。

圖14-2 dhcpd服務(wù)程序配置文件的架構(gòu)

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的配置文件應(yīng)該包括全局配置參數(shù)、子網(wǎng)網(wǎng)段聲明榄融、地址配置選項(xiàng)以及地址配置參數(shù)参淫。其中，全局配置參數(shù)用于定義dhcpd服務(wù)程序的整體運(yùn)行參數(shù)愧杯；子網(wǎng)網(wǎng)段聲明用于配置整個(gè)子網(wǎng)段的地址屬性涎才。

考慮到dhcpd服務(wù)程序配置文件的可用參數(shù)比較多，劉遄老師挑選了最常用的參數(shù)（見(jiàn)表14-1）力九，并逐一進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹耍铜，以便為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。

表14-1 dhcpd服務(wù)程序配置文件中使用的常見(jiàn)參數(shù)以及作用

14.3 自動(dòng)管理IP地址

DHCP協(xié)議的設(shè)計(jì)初衷是為了更高效地集中管理局域網(wǎng)內(nèi)的IP地址資源。DHCP服務(wù)器會(huì)自動(dòng)把IP地址抵乓、子網(wǎng)掩碼伴挚、網(wǎng)關(guān)、DNS地址等網(wǎng)絡(luò)信息分配給有需要的客戶(hù)端灾炭，而且當(dāng)客戶(hù)端的租約時(shí)間到期后還可以自動(dòng)回收所分配的IP地址茎芋，以便交給新加入的客戶(hù)端。

為了讓實(shí)驗(yàn)更有挑戰(zhàn)性咆贬，劉遄老師來(lái)模擬一個(gè)真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境的需求：

“機(jī)房運(yùn)營(yíng)部門(mén)：明天會(huì)有100名學(xué)員自帶筆記本電腦來(lái)我司培訓(xùn)學(xué)習(xí)败徊，請(qǐng)保證他們能夠使用機(jī)房的本地DHCP服務(wù)器自動(dòng)獲取IP地址并正常上網(wǎng)”。

機(jī)房所用的網(wǎng)絡(luò)地址及參數(shù)信息如表14-2所示掏缎。

表14-2 機(jī)房所用的網(wǎng)絡(luò)地址以及參數(shù)信息

在了解了真實(shí)需求以及機(jī)房網(wǎng)絡(luò)中的配置參數(shù)之后皱蹦，我們按照表14-3來(lái)配置DHCP服務(wù)器以及客戶(hù)端煤杀。

表14-3 DHCP服務(wù)器以及客戶(hù)端的配置信息

前文講到，作用域一般是個(gè)完整的IP地址段沪哺，而地址池中的IP地址才是真正供客戶(hù)端使用的沈自，因此地址池應(yīng)該小于或等于作用域的IP地址范圍。另外辜妓，由于VMware Workstation虛擬機(jī)軟件自帶DHCP服務(wù)枯途，為了避免與自己配置的dhcpd服務(wù)程序產(chǎn)生沖突，應(yīng)該先按照?qǐng)D14-3和圖14-4所示將虛擬機(jī)軟件自帶的DHCP功能關(guān)閉籍滴。

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址酪夷。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址。

圖14-3 單擊虛擬機(jī)軟件的“虛擬網(wǎng)絡(luò)編輯器”菜單

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址孽惰。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址晚岭。

圖14-4 關(guān)閉虛擬機(jī)自帶的DHCP功能

可隨意開(kāi)啟幾臺(tái)客戶(hù)端，準(zhǔn)備進(jìn)行驗(yàn)證勋功。但是一定要注意坦报，DHCP客戶(hù)端與服務(wù)器需要處于同一種網(wǎng)絡(luò)模式—僅主機(jī)模式（Hostonly），否則就會(huì)產(chǎn)生物理隔離狂鞋，從而無(wú)法獲取IP地址片择。劉遄老師建議開(kāi)啟1～3臺(tái)客戶(hù)端虛擬機(jī)驗(yàn)證一下效果就好，以免物理主機(jī)的CPU和內(nèi)存的負(fù)載太高骚揍。

在確認(rèn)DHCP服務(wù)器的IP地址等網(wǎng)絡(luò)信息配置妥當(dāng)后就可以配置dhcpd服務(wù)程序了字管。請(qǐng)注意，在配置dhcpd服務(wù)程序時(shí)疏咐，配置文件中的每行參數(shù)后面都需要以分號(hào)（;）結(jié)尾纤掸，這是規(guī)定。另外浑塞，dhcpd服務(wù)程序配置文件內(nèi)的參數(shù)都十分重要借跪，因此劉遄老師在表14-4中羅列出了每一行參數(shù)，并對(duì)其用途進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹酌壕。

[root@linuxprobe ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.10.50 192.168.10.150;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option routers 192.168.10.1;
option domain-name "linuxprobe.com";
option domain-name-servers 192.168.10.1;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
}

表14-4 dhcpd服務(wù)程序配置文件中使用的參數(shù)以及作用

在紅帽認(rèn)證考試以及生產(chǎn)環(huán)境中掏愁，都需要把配置過(guò)的dhcpd服務(wù)加入到開(kāi)機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)中，以確保當(dāng)服務(wù)器下次開(kāi)機(jī)后dhcpd服務(wù)依然能自動(dòng)啟動(dòng)卵牍，并順利地為客戶(hù)端分配IP地址等信息果港。劉遄老師真心建議大家能養(yǎng)成“配置好服務(wù)程序，順手加入開(kāi)機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)”的好習(xí)慣：

[root@linuxprobe ~]# systemctl start dhcpd
[root@linuxprobe ~]# systemctl enable dhcpd
 ln -s '/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service'

把dhcpd服務(wù)程序配置妥當(dāng)之后就可以開(kāi)啟客戶(hù)端來(lái)檢驗(yàn)IP分配效果了糊昙。重啟客戶(hù)端的網(wǎng)卡服務(wù)后即可看到自動(dòng)分配到的IP地址辛掠，如圖14-5所示。

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址萝衩。

圖14-5 客戶(hù)端自動(dòng)獲取的IP地址

如果有興趣回挽，大家還可以再開(kāi)啟一臺(tái)運(yùn)行Windows系統(tǒng)的客戶(hù)端進(jìn)行嘗試，其效果都是一樣的猩谊。

14.4 分配固定IP地址

在DHCP協(xié)議中有個(gè)術(shù)語(yǔ)是“預(yù)約”千劈，它用來(lái)確保局域網(wǎng)中特定的設(shè)備總是獲取到固定的IP地址。換句話說(shuō)牌捷，就是dhcpd服務(wù)程序會(huì)把某個(gè)IP地址私藏下來(lái)墙牌，只將其用于相匹配的特定設(shè)備。

要想把某個(gè)IP地址與某臺(tái)主機(jī)進(jìn)行綁定暗甥，就需要用到這臺(tái)主機(jī)的MAC地址喜滨。MAC地址是網(wǎng)卡上面的一串獨(dú)立的標(biāo)識(shí)符，具備唯一性淋袖，因此不會(huì)存在沖突的情況鸿市，如圖14-6所示。

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址即碗。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址。

圖14-6 查看運(yùn)行Linux系統(tǒng)的主機(jī)MAC地址

在Linux系統(tǒng)或Windows系統(tǒng)中陌凳，都可以通過(guò)查看網(wǎng)卡的狀態(tài)來(lái)獲知主機(jī)的MAC地址剥懒。在dhcpd服務(wù)程序的配置文件中，按照如下格式將IP地址與MAC地址進(jìn)行綁定合敦。

如果不方便查看主機(jī)的MAC地址初橘，該怎么辦呢？比如充岛，要給老板使用的主機(jī)綁定IP地址保檐，總不能隨便就去查看老板的主機(jī)信息吧。針對(duì)這種情況崔梗，劉遄老師告訴大家一個(gè)很好的辦法夜只。我們首先啟動(dòng)dhcpd服務(wù)程序，為老板的主機(jī)分配一個(gè)IP地址蒜魄，這樣就會(huì)在DHCP服務(wù)器本地的日志文件中保存這次的IP地址分配記錄扔亥。然后查看日志文件，就可以獲悉主機(jī)的MAC地址了（即下面加粗的內(nèi)容）谈为。

[root@linuxprobe ~]# tail -f /var/log/messages 
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Copyright 2004-2013 Internet Systems Consortium.
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: All rights reserved.
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Not searching LDAP since ldap-server, ldap-port and ldap-base-dn were not specified in the config file
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Wrote 0 leases to leases file.
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Listening on LPF/eno16777728/00:0c:29:c4:a4:09/192.168.10.0/24
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Sending on LPF/eno16777728/00:0c:29:c4:a4:09/192.168.10.0/24
Mar 30 05:33:17 localhost dhcpd: Sending on Socket/fallback/fallback-net
Mar 30 05:33:26 localhost dhcpd: DHCPDISCOVER from **00:0c:29:27:c6:12** via eno16777728
Mar 30 05:33:27 localhost dhcpd: DHCPOFFER on 192.168.10.50 to **00:0c:29:27:c6:12** (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728
Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPDISCOVER from **00:0c:29:27:c6:12** (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728
Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPOFFER on 192.168.10.50 to **00:0c:29:27:c6:12** (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728
Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPREQUEST for 192.168.10.50 (192.168.10.10) from **00:0c:29:27:c6:12** (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728
Mar 30 05:33:29 localhost dhcpd: DHCPACK on 192.168.10.50 to **00:0c:29:27:c6:12** (WIN-APSS1EANKLR) via eno16777728

之前我在線下講課時(shí)旅挤，講完DHCP服務(wù)后總是看到有些學(xué)員在撓頭。起初我很不理解伞鲫，畢竟dhcpd服務(wù)程序是Linux系統(tǒng)中一個(gè)很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)粘茄，總共就那么十幾行的配置參數(shù)還能寫(xiě)錯(cuò)？后來(lái)發(fā)現(xiàn)了原因—有些學(xué)員是以Windows系統(tǒng)為對(duì)象做的IP與MAC地址的綁定實(shí)驗(yàn)秕脓。而在Windows系統(tǒng)中看到的MAC地址柒瓣，其格式類(lèi)似于00-0c-29-27-c6-12儒搭，間隔符為減號(hào)（-）。但是在Linux系統(tǒng)中嘹朗，MAC地址的間隔符則變成了冒號(hào)（:）师妙。

[root@linuxprobe ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
ddns-update-style none;
ignore client-updates;
subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.10.50 192.168.10.150;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option routers 192.168.10.1;
option domain-name "linuxprobe.com";
option domain-name-servers 192.168.10.1;
default-lease-time 21600;
max-lease-time 43200;
host linuxprobe {
hardware ethernet 00:0c:29:27:c6:12;
fixed-address 192.168.10.88;
}
}

確認(rèn)參數(shù)填寫(xiě)正確后就可以保存退出配置文件，然后就可以重啟dhcpd服務(wù)程序了屹培。

[root@linuxprobe ~]# systemctl restart dhcpd

需要說(shuō)明的是默穴，如果您剛剛為這臺(tái)主機(jī)分配了IP地址，則它的IP地址租約時(shí)間還沒(méi)有到期褪秀，因此不會(huì)立即換成新綁定的IP地址蓄诽。要想立即查看綁定效果，則需要重啟一下客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)媒吗，如圖14-7所示仑氛。

第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址。第14章 使用DHCP動(dòng)態(tài)管理主機(jī)地址闸英。

圖14-7 重啟客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)锯岖，查看綁定效果