Linux中DHCP服务器配置和管理

文章目录

一、DHCP服务
- 1.1、DHCP的工作流程
- 1.2、DHCP的工作模式
- 1.3、dhcp的主要配置文件
二、安装DHCP服务
- 2.1、更新yum源
- 2.2、安装DHCP服务软件包
- 2.3、配置DHCP服务
- 2.4、启用DHCP服务（解决报错）
- - 2.4.1、查看dhcpd服务的状态和最近的日志条目
  - 2.4.2、查看与dhcpd服务相关的详细日志，包括错误信息
  - 2.4.3、添加指定接口解决问题

一、DHCP服务

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）能动态地为客户端计算机分配IP地址以及设置其他网络信息。通过DHCP协议，网络管理员能够对网络中的IP地址进行集中管理和自动分配，能有效地节约IP地址，简化网络配置以及减少IP地址冲突。

1.1、DHCP的工作流程

DHCP的工作原理包括发现阶段、提供阶段、请求阶段、确认阶段和续约阶段。

发现阶段：在发现阶段，当DHCP客户端首次登录网络时，它会通过UDP端口67向网络中发送一个DHCPDISCOVER数据包，该数据包包含客户的MAC地址和计算机名等信息。由于客户端还不知道自己属于哪个网络，因此源IP地址为0.0.0.0，目标IP地址为255.255.255.255，这样该信息会在整个网络中广播。只有DHCP服务器会对这种广播信息做出响应。
提供阶段：在提供阶段，收到DHCPDISCOVER数据的DHCP服务器会从尚未分配的IP地址中选择一个并通过网络广播一个DHCPOFFER消息给客户端，该消息包含客户的MAC地址、服务器提供的IP地址、子网掩码、租期以及提供IP的DHCP服务器的IP。此时仍使用广播进行通讯，并且DHCP Server会为此客户保留它提供的IP地址，以免分配给其他DHCP客户。
请求阶段：在请求阶段，如果客户机收到多台DHCP服务器的响应，则只选择其中一个DHCP OFFER（通常是最先到达的那个），并向网络发送一个DHCP REQUEST广播数据包。这个数据包告知所有DHCP服务器，它将接受哪一台服务器提供的IP地址。此时，由于未得到DHCP Server的最后确认，客户端仍然使用0.0.0.0为源IP地址，255.255.255.255为目标地址进行广播。
确认阶段：在确认阶段，当DHCP Server接收到客户机的DHCP REQUEST后，会广播返回给客户机一个DHCP ACK消息包，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包发给客户机。此后，客户机会对所获取的IP地址执行冲突检测，确保没有其它机器使用该IP地址。
续约阶段：在续约阶段，由于客户机申请的IP地址有一定的时间限制，因此在租约到期前，客户机会向DHCP服务器发送一个续约的请求。通常客户机会在租期过去50%的时候，直接向为其提供IP地址的DHCP Server发送DHCP REQUEST消息包。如果客户机接收到该服务器回应的DHCP ACK消息包，它将根据包中所提供的新租期及其他已更新的TCP/IP参数更新自己的配置，完成IP租用更新。

在这里插入图片描述

1.2、DHCP的工作模式

DHCP的工作模式主要有三种：接口模式、全局模式和中继模式。

在接口模式下，DHCP服务器将接口地址直接作为网关分配给客户端。这种模式适用于配置简单且规模较小的网络环境，因为路由器或三层交换机将自己的接口地址直接作为网关分发给PC端。该模式的配置较为简洁，通常只需要两行命令即可完成设置。

而在全局模式下，DHCP服务器需要独立创建一个地址池，并设置该地址池的网关、网段和DNS服务等参数。这种模式适用于大规模网络环境，可以实现对多个网段的动态IP地址分配和集中管理。例如，在一个企业网络中，通过全局模式可以灵活地为不同部门或位置的设备分配合适的IP地址和网络参数。

当DHCP服务器与客户端不在同一个网段时，则需要使用中继模式。在这种模式下，一个中间设备（如路由器或交换机）充当中继代理，传递DHCP报文，使得客户端能够获取到DHCP服务器提供的IP地址及其他网络配置信息。这种模式适用于分布式网络环境，有助于扩大DHCP服务的覆盖范围，确保不同网段内的设备也能获得正确的网络配置。

在这里插入图片描述

1.3、dhcp的主要配置文件

dhcpd.conf：这是DHCP服务的主配置文件，位于/etc/dhcp/dhcpd.conf。它包含了DHCP服务的全局配置和特定网络设置。在此文件中，可以设定IP地址的分配范围、默认和最大租约时间、选项设置如子网掩码、DNS服务器、域等。
dhcpd.conf.sample：这是一个示例配置文件，通常位于/usr/share/doc/dhcp-版本号/dhcpd.conf.sample。在首次配置DHCP服务时，管理员通常会将这个示例文件复制到/etc/dhcp/dhcpd.conf作为起点进行修改。
dhcrelay：这是DHCP中继服务的配置文件，位于/etc/dhcp/dhcrelay。当DHCP客户和服务器不在同一个子网时，需要用到DHCP中继。该文件配置了如何将DHCP请求从一个子网转发到另一个子网的DHCP服务器。
dhcpd.leases：此文件记录了已经分配的IP租约信息，路径为/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases。每次DHCP服务器分配一个地址时，都会在这个文件中记录下来，包括租约时间、客户机硬件地址、分配的IP等信息。
dhclient.leases：这是客户端的租约文件，路径为/var/lib/dhclient/dhclient.leases。记录了客户端从DHCP服务器获得的租约信息。
dhcpd：这是DHCP服务的服务启动脚本，位于/etc/rc.d/init.d/dhcpd。用于启动和停止DHCP服务。
dhcrelay：这是DHCP中继服务的服务启动脚本，路径为/etc/rc.d/init.d/dhcrelay。
dhcpd@.service：这是systemd系统的服务启动脚本，用于通过systemctl命令管理DHCP服务的运行状态。

二、安装DHCP服务

2.1、更新yum源

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# yum update
## 或
[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# dnf update -y
CentOS Stream 9 - BaseOS                                                                                   30 MB/s | 8.2 MB     00:00    
CentOS Stream 9 - AppStream                                                                                49 MB/s |  20 MB     00:00    
CentOS Stream 9 - Extras packages                                                                         326 kB/s |  18 kB     00:00    
Dependencies resolved.
==========================================================================================================================================
 Package                                     Architecture          Version                                 Repository                Size
==========================================================================================================================================
Installing:
 kernel                                      x86_64                5.14.0-480.el9                          baseos                   1.5 M
 kernel-core                                 x86_64                5.14.0-480.el9                          baseos                    17 M
 kernel-devel                                x86_64                5.14.0-480.el9                          appstream                 22 M
 kernel-modules                              x86_64                5.14.0-480.el9                          baseos                    36 M
 kernel-modules-core                         x86_64                5.14.0-480.el9

2.2、安装DHCP服务软件包

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# dnf install -y dhcp-server
Last metadata expiration check: 0:07:11 ago on Sat 03 Aug 2024 10:07:39 AM CST.
Dependencies resolved.
==============================================================================================================================================================================================
 Package                                       Architecture                             Version                                                Repository                                Size
==============================================================================================================================================================================================
Installing:
 dhcp-server                                   x86_64                                   12:4.4.2-19.b1.el9                                     baseos                                   1.2 M

Transaction Summary
==============================================================================================================================================================================================
Install  1 Package

Total download size: 1.2 M
Installed size: 3.9 M
Downloading Packages:
dhcp-server-4.4.2-19.b1.el9.x86_64.rpm                                                                                                                         12 MB/s | 1.2 MB     00:00    
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Total                                                                                                                                                          12 MB/s | 1.2 MB     00:00     
Running transaction check
Transaction check succeeded.
Running transaction test
Transaction test succeeded.
Running transaction
  Preparing        :                                                                                                                                                                      1/1 
  Running scriptlet: dhcp-server-12:4.4.2-19.b1.el9.x86_64                                                                                                                                1/1 
  Installing       : dhcp-server-12:4.4.2-19.b1.el9.x86_64                                                                                                                                1/1 
  Running scriptlet: dhcp-server-12:4.4.2-19.b1.el9.x86_64                                                                                                                                1/1 
  Verifying        : dhcp-server-12:4.4.2-19.b1.el9.x86_64                                                                                                                                1/1 

Installed:
  dhcp-server-12:4.4.2-19.b1.el9.x86_64                                                                                                                                                       

Complete!

2.3、配置DHCP服务

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# vi /etc/dhcp/dhcpd.conf
[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# cat /etc/dhcp/dhcpd.conf
#
# DHCP Server Configuration file.
#   see /usr/share/doc/dhcp-server/dhcpd.conf.example
#   see dhcpd.conf(5) man page
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
    range 192.168.1.100 192.168.1.200;
    option routers 192.168.1.1;
    option domain-name-servers 8.8.8.8, 8.8.4.4;
}

subnet：指定子网的网络地址和子网掩码。
range：指定分配给客户端的IP地址范围。
option routers：指定默认网关的IP地址。
option domain-name-servers：指定DNS服务器的IP地址。

2.4、启用DHCP服务（解决报错）

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# systemctl start dhcpd
Job for dhcpd.service failed because the control process exited with error code.
See "systemctl status dhcpd.service" and "journalctl -xeu dhcpd.service" for details.

上述代码中报错Job for dhcpd.service failed because the control process exited with error code.
See “systemctl status dhcpd.service” and “journalctl -xeu dhcpd.service” for details.

2.4.1、查看dhcpd服务的状态和最近的日志条目

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# systemctl status dhcpd.service
× dhcpd.service - DHCPv4 Server Daemon
     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service; disabled; preset: disabled)
     Active: failed (Result: exit-code) since Sat 2024-08-03 10:17:21 CST; 2min 28s ago
       Docs: man:dhcpd(8)
             man:dhcpd.conf(5)
    Process: 49039 ExecStart=/usr/sbin/dhcpd -f -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf -user dhcpd -group dhcpd --no-pid $DHCPDARGS (code=exited, status=1/FAILURE)
   Main PID: 49039 (code=exited, status=1/FAILURE)
        CPU: 9ms

Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: have been made to the base software release in order to make
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: it work better with this distribution.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: Please report issues with this software via:
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: https://issues.redhat.com/
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: exiting.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z systemd[1]: dhcpd.service: Main process exited, code=exited, status=1/FAILURE
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z systemd[1]: dhcpd.service: Failed with result 'exit-code'.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z systemd[1]: Failed to start DHCPv4 Server Daemon.

运行状态解析：

have been made to the base software release in order to make it work better with this distribution：这条日志信息表明 dhcpd 服务在启动时遇到了问题，可能是因为 dhcpd 服务在当前系统中不兼容。
Please report issues with this software via: https://issues.redhat.com/：这条日志信息表明 dhcpd 服务的开发者提供了一个错误报告的链接，用于报告 dhcpd 服务的错误。
exiting：这条日志信息表明 dhcpd 服务在启动失败后直接退出了。
Main process exited, code=exited, status=1/FAILURE：这条日志信息表明 dhcpd 服务的主进程在启动失败后退出了，状态为失败。

2.4.2、查看与dhcpd服务相关的详细日志，包括错误信息

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# journalctl -xeu dhcpd.service
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: Not configured to listen on any interfaces!
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: This version of ISC DHCP is based on the release available
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: on ftp.isc.org. Features have been added and other changes
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: have been made to the base software release in order to make
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: it work better with this distribution.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: Please report issues with this software via:
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: https://issues.redhat.com/
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: 
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z dhcpd[49039]: exiting.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z systemd[1]: dhcpd.service: Main process exited, code=exited, status=1/FAILURE
░░ Subject: Unit process exited
░░ Defined-By: systemd
░░ Support: https://access.redhat.com/support
░░ 
░░ An ExecStart= process belonging to unit dhcpd.service has exited.
░░ 
░░ The process' exit code is 'exited' and its exit status is 1.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z systemd[1]: dhcpd.service: Failed with result 'exit-code'.
░░ Subject: Unit failed
░░ Defined-By: systemd
░░ Support: https://access.redhat.com/support
░░ 
░░ The unit dhcpd.service has entered the 'failed' state with result 'exit-code'.
Aug 03 10:17:21 iZbp17noooeednslvykei8Z systemd[1]: Failed to start DHCPv4 Server Daemon.
░░ Subject: A start job for unit dhcpd.service has failed
░░ Defined-By: systemd
░░ Support: https://access.redhat.com/support
░░ 
░░ A start job for unit dhcpd.service has finished with a failure.
░░ 
░░ The job identifier is 3222 and the job result is failed.

[2]+  Stopped                 journalctl -xeu dhcpd.service

2.4.3、添加指定接口解决问题

[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# cat /etc/dhcp/dhcpd.conf
#
# DHCP Server Configuration file.
#   see /usr/share/doc/dhcp-server/dhcpd.conf.example
#   see dhcpd.conf(5) man page
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
    range 192.168.1.100 192.168.1.200;
    option routers 192.168.1.1;
    option domain-name-servers 8.8.8.8, 8.8.4.4;
    interface eth0;
}
[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# systemctl restart dhcpd
[root@iZbp17noooeednslvykei8Z ~]# systemctl status dhcpd.service
● dhcpd.service - DHCPv4 Server Daemon
     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service; disabled; preset: disabled)
     Active: active (running) since Sat 2024-08-03 14:49:09 CST; 17s ago
       Docs: man:dhcpd(8)
             man:dhcpd.conf(5)
   Main PID: 50104 (dhcpd)
     Status: "Dispatching packets..."
      Tasks: 1 (limit: 22541)
     Memory: 4.6M
        CPU: 10ms
     CGroup: /system.slice/dhcpd.service
             └─50104 /usr/sbin/dhcpd -f -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf -user dhcpd -group dhcpd --no-pid