校园网DHCP服务器的配置

天津电子信息职业技术学院

暨国家示范性软件职业技术学院

课程设计

课程：网络管理综合实训

实训题目：《校园网DHCP服务器的配置》

系别：网络技术系

专业：计算机网络技术专业

班级：网络S09-4

姓名：韩超（1）

指导教师：闫明

设计时间：2011年11月28日--2011年12月30日

《校园网DHCP服务器的配置》

专业：计算机网络技术

班级：网络S09-4

姓名：韩超

指导教师：闫明

日期：2011年12月30日

天津电子信息职业技术学院

（暨国家示范性软件职业技术学院）

校园网DHCP服务器的配置

韩超

目录

1 DHCP服务概述 (1)

1.1 DHCP的概述 (1)

1.1.1 DHCP分配地址的方式 (1)

1.2 DHCP的工作过程 (2)

1.2.1 寻找DHCP服务器 (2)

1.2.2 分配IP地址 (2)

1.2.3 接收IP地址 (3)

1.2.4 IP地址分配确认 (3)

1.2.5 重新登录 (3)

1.2.6 更新租约 (3)

2 DHCP服务器的搭建 (4)

2.1 安装DHCP服务器 (4)

2.1.1 DHCP服务器安装软件版本 (4)

2.1.2 DHCP的安装 (4)

2.2 DHCP服务器配置文件介绍 (5)

2.2.1主配置文件dhcpd.conf (5)

2.2.2 常用参数介绍 (7)

2.2.3 常用选项介绍 (8)

2.2.4 常用声明介绍 (8)

2.2.5 租约数据库文件 (9)

2.3 应用实例 (9)

2.3.1 设置服务器的静态IP地址。 (9)

2.3.2 编辑主配置文件dhcpd.conf。 (9)

2.3.3 用service dhcpd restart命令重新启动服务器 (10)

2.3.4 验证测试 (10)

2.4 启动和检查DHCP服务器 (11)

2.4.1 启动/停止DHCP服务 (11)

2.4.2 使用ps命令检查dhcpd进程 (11)

2.5 配置DHCP客户端 (12)

2.5.1 Linux客户端配置 (12)

2.5.2 Windows客户端配置 (14)

3 管理和维护DHCP服务器 (15)

3.1 DHCP服务器常见故障排除 (15)

3.2 DHCP服务器的安全 (17)

引言：

随着互联网的普及，人们的工作，学习和生活与网络联系越来越紧密，搭建了许多不同的网络。网络管理是大型计算机网络成功的关键因素，利用DHCP服务已经显得相当流行。构建DHCP 服务器需要一个稳定的操作系统和服务器软件。在操作系统的竞争之中，Linux以“免费，高效，稳定，跨平台”的特点，迅速地占领了一些其他商业操作系统市场。而Red hat Linux操作系统经过一段时间的发展已经成为一个主要的Linux发行版本，Red Hat Linux中附带的DHCP服务也是目前Internet上最上欢迎的动态IP地址分配服务器。本文以企业网的DHCP服务器为基础，一步步地描述DHCP服务器的构建过程。

1 DHCP服务概述

1.1 DHCP的概述

DHCP是“动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol）的简写，主要是用来给网络客户机分配动态的IP地址。一台DHCP服务器可以让网络管理员集中指派和指定全局的或子网特有的TCP/IP参数供整个网络使用。客户机不需要手动配置TCP/IP，并且当客户机断开与服务器的连接后，旧的IP地址将被释放以便重新使用。有了DHCP服务器，它就能激活“从DHCP服务器获得IP地址“选项，此时DHCP服务器就接管了对工作站的TCP/IP进行适当配置的责任，这也有助于大幅度降低网络维护和管理的耗费。

1.1.1 DHCP分配地址的方式

DHCP服务器有3种为DHCP客户机分配TCP/IP地址的方式：

1、自动分配（Automatic Allocation）：当DHCP客户机第一次向DHCP服务器租用到IP地址后，这个地址就永久的分配给了该DHCP客户机。

2、动态分配（Dynamic Allocation）：当DHCP客户机向DHCP服务器租用IP地址时，DHCP 服务器只是暂时分配给客户机一个IP地址。只要租约到期，这个地址就会还给DHCP服务器。如果DHCP客户机仍需要一个IP地址来完成工作，则可以再要求另外一个IP地址。

3、手动分配：在手工分配中，当DHCP客户机要求网络服务时，DHCP服务器把网络管理员手工配置的IP地址传递给DHCP客户机。

动态分配方法是唯一能够自动重复使用IP地址的方法，它对于暂时连接到网上的DHCP客户机来说尤其方便，对于永久性与网络连接的新主机来说也是分配IP地址的好方法。同时还可以

解决IP地址不够用的困扰。

1.2 DHCP的工作过程

DHCP分为两个部分：一个是服务器端，另一个是客户端。根据客户端是否第一次登录网络，DHCP的工作形式会有所不同。客户端从DHCP服务器上获得IP地址的整个过程分为以下6个步骤。

1.2.1 寻找DHCP服务器

当DHCP客户端第一次登录网络的时候，计算机发现本机上没有任何IP地址设定，将以广播方式发送DHCP discover发现信息来寻找DHCP服务器。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播，但只有DHCP服务器才会做出响应。

图1 DHCP DISCOVER

1.2.2 分配IP地址

在网络中接收到DHCP discover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，向DHCP客户机发送一个包含尚未出租的IP地址和其他设置的DHCP offer提供信息。

图2 DHCP OFFER

1.2.3 接收IP地址

DHCP客户端接收到DHCP offer提供信息之后，选择第一个接收到的提供信息，然后以广播方式回答一个DHCP request请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。

图3 DHCP REQUEST

1.2.4 IP地址分配确认

当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求信息之后，便向DHCP客户端发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCP ack确认信息。然后，DHCP客户机便将其TCP/IP 协议与网卡绑定，未被选中DHCP服务器将收回曾提供的IP地址。

1.2.5 重新登录

当DHCP客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCP discover发现信息了，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ack确认信息。如果此IP 地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时，则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP nack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP nack否认信息后，它就必须重新发送DHCP discover发现信息来请求新的IP地址。

1.2.6 更新租约

DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。

2 DHCP服务器的搭建

2.1 安装DHCP服务器

2.1.1 DHCP服务器安装软件版本

（1）dhcp-3.0.5-3.el5.i386.rpm(DHCP主程序包，包括DHCP服务和中继代理程序。安装该软件包，进行相应配置，即可以为客户机动态分配IP地址及其他TCP/IP信息)。

（2）dhcp-devel-3.0.5-3.el5.i386.rpm(DHCP服务器开发工具软件包，为DHCP开发提供库文件系统)。

（3）dhcpv6-0.10-33.el5.i386.rpm（DHCP的IPv6扩展工具，使DHCP服务器能够支持IPv6的最新功能）。

（4）dhcpv6_client-0.10-33.el5.i386.rpm（DHCP客户端IPv6软件包，帮助客户端获取动态IP地址）

2.1.2 DHCP的安装

在安装DHCP服务器之前，使用rpm –qa|grep dhcp命令检测系统是否安装了DHCP相关软件包。

图4 查看系统是否安装了DHCP相关软件包

图4所显示结果表明系统还未完全安装DHCP软件包，待安装完后再用rpm –qa命令查看。

图5 查看系统是否安装了DHCP相关软件包

从图5中可看出DHCP服务器软件包已全部安装上了。

2.2 DHCP服务器配置文件介绍

2.2.1主配置文件dhcpd.conf

dhcpd.conf是最核心的配置文件，它包括DHCP服务的配置信息。绝大部分的设置都需要修改该配置文件来完成。dhcpd.conf文件大致包括两个部分，分别为全局配置和局部配置。全局配置可以包含参数和选项，该部分设置对整个DHCP服务器生效。局部配置通常由声明部分表示，该部分仅对局部生效，如仅对某个IP作用有效。

dhcpd.conf文件的格式如下：

#全局配置

参数或选项；//全局有效

#局部配置

声明{

参数或选项；//局部有效

}

在RH Enterprise Linux 5中dhcp的配置文件不存在，需手动建立，但主程序包安装后，会自动生成一个配置文件范本，存放于/usr/share/doc/dhcp-3.0.5/dhcpd.conf.sample,可以用cp命令把该文件复制到/etc/目录下，然后重命名为dhcpd.conf,使用命令如下：cp /usr/share/doc/dhcp-3.0.5/dhcpd.conf.sample /etc/dhcpd.conf

将范本文件复制并重命名后使用vi命令编辑/etc/dhcpd.conf文件，该文件的内容包含了部分参数，声明以及选项的用法，其中注释部分可以放在任何位置，并以“#”号开头，如下所示。

#全局配置

ddns-update-style interim；//指明DNS的更新方式

ignore client-updates；//忽略客户端机更新DNS记录

#局部配置

subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0{//声明一个网段，该网段相当于是windows 中的作用域

#---default gateway

option routers 192.168.0.1；//网关地址

option subnet-mask 255.255.255.0；//分配给客户机的netmask

option nis-domain “https://www.360docs.net/doc/b19763809.html,”；//为客户端指定所属的NIS域服务器的地址

option domain-name “https://www.360docs.net/doc/b19763809.html,”；//域名，要与DNS的域名保持一致

option domain-name-servers 192.168.1.1；//DNS服务器的地址

option time-offset -18000；# Eastern standard Time //为客户端设定和格林威治时间的偏移时间，单位是秒

# option ntp-servers 192.168.1.1；//为客户端设定网络时间服务器IP地址

# option netbios-name-servers 192.168.1.1；//为客户端指定WINS服务器的IP地址#---Selects point-to-point node （default is hybrid）.Don’t change this unless #---you understand Netbios very well

# option netbios-node-type 2；//为客户端指定节点类型

range dynamic-bootp 192.168.0.128 192.168.0.254；//该网段中哪些用于对客户端进行分配

default-lease-time 21600；//默认的租约时间

max-lease-time 43200；//最大的租约时间

# we want the nameserver to appear at a fixed address

host ns{ //对主机名为ns的主机做host声明

next-server marvin.Red https://www.360docs.net/doc/b19763809.html,；设置服务器从引导文件中装主机名，应用于无盘工作站

hardware ethernt 12:34:46:78:AB:CD；//该主机的MAC地址

fixed-address 202.185.42.254；//该地址始终分配给该主机

}

}

打开dhcpd.conf文件可见原配置文件。

图6 dhcpd.conf文件

从上述配置文件中看出，整个配置文件分为全局和局部两个部分。

2.2.2 常用参数介绍

parameters：表明服务器如何执行任务，是否执行任务，或者将哪些网络配置选项发给客户，或者是否检查客户端所用的IP地址等。

表1 常用参数表

参数解释

ddns-update-style（none|interim|ad-hoc）定义所支持的DNS动态更新类型（不支持更

新|DNS互动更新|特殊DNS更新）default-lease-time 定义默认的IP租约时间

max-lease-time 定义客户端IP租约时间的最大值

hardware 定义网络接口类型及硬件地址

fix-address ip 定义DHCP客户端指定的IP地址

authritative 拒绝不正确的IP地址的需求ignore client-updates 忽略客户端更新

server-name 通知DHCP客户服务器名称

get-lease-hostnames flag 检查客户端使用的IP地址

2.2.3 常用选项介绍

option：某些参数必须以option关键字开头，它们被称为选项，通常用来配置DHCP客户端的可选参数。

表2 常用选项表

选项解释

routers 为客户端指定默认网关

broadcast-address 为客户端设定广播地址

domain-name 为客户端指定dns服务器域名

domain-name-servers 为客户端指定dns服务器的地址

time-offset 为客户端设定和格林威治时间的偏移时间

ntp-servers 为客户端设定网络时间服务器IP地址

host-name 为客户端设定主机名称

2.2.4 常用声明介绍

declaration：描述网络布局描述客户；提供客户的地址；或把一组参数应用到一组声明中。

表3 常用声明表

声明解释

subnet 网络号 netmask 子网掩码定义作用域，即指定子网

rang 起始ip地址结束ip地址指定动态IP地址范围

host 主机名称用于定义保留地址

group 为一组参数提供声明

sunbet 描述一个IP地址是否属于该子网

subnet-mask 设置客户机的子网掩码

shared-network 用来告知是否一些子网分享相同网络

allow|deny unknown-clients 是否动态分配IP给未知的使用者

allow|deny bootp 是否响应激活查询

allow|deny booting 是否响应使用者查询

next-name 开始启动文件的名称，应用于无盘工作站

next-server 设置服务器，重引导文件中装入主机名，应

用于无盘工作站

2.2.5 租约数据库文件

租约数据库文件用于保存一系列的租约声明。其中包含客户端的主机名，Mac地址，分配到的IP地址，以及IP地址的有效期等相关信息。该数据库是一个可编辑的ASCII格式文本文件。每当发生租约变化的时候，都会在文件结尾添加新的租约记录。

当DHCP被安装好后，租约数据库并不存在。然而，它在启动时却需要这个数据库。所以只需要建立一个空文件/var/lib/dhcpd.lease即可。RH Enterprise Linux 5版本在安装过DHCP 后会自动建立该租约数据库文件。

当服务器正常运行后，可以使用cat命令查看租约数据库文件。

一个典型的文件内容如下：

lease 192.168.46.46.20{ //DHCP服务器分配的IP地址

starts 1 2010/12/02 03:01:15；//lease开始租约时间

ends 1 2010/12/02 09:01:15；//lease结束租约时间

binding state active；

next binding state free；

hardware ethernet 00：09：73：4B：46：AC；客户机网卡MAC地址

uid “\001\000\000\350\240%\206”；用来验证客户机的UID标志

client-hostname “31”；客户机名称

}

注意：lease开始租约时间和lease结束租约时间是格林威治标准时间，不是本地时间。

2.3 应用实例

学校机房拥有60台计算机，所使用的IP地址段为192.168.46.1—192.168.46.254，子网掩码为255.255.255.0，网关为192.168.46.254，客户端仅使用192.168.46.10-192.168.46.200，为主机名为31，MAC地址为00：09：73：4B：46：AC的主机使用的IP地址固定IP为192.168.46.31。配置步骤：

2.3.1 设置服务器的静态IP地址。

2.3.2 编辑主配置文件dhcpd.conf。

使用vi编辑器打开dhcpd.conf文件，修改相应字段，如下所示：

1.将动态DNS的更新方式设置为none；

2.忽略客户端更新；

3.设置IP作用域为192.168.46.0；

4.设置默认网关为192.168.46.254；

5.设置子网掩码为255.255.255.0；

6.设置地址池，范围是192.168.46.10到192.168.46.254；

7.定义“31”主机；

8.指定以太网卡地址为00：09：73：4B：46：AC；

9.指定该客户端的IP地址为192.168.46.31。

图7 修改dhcpd.conf文件

2.3.3 用service dhcpd restart命令重新启动服务器

图8 重新启动服务器

2.3.4 验证测试

在客户机上做测试，首先修改客户端IP地址获取方式为自动获取，详细步骤见2.5.2小节Windows客户端配置。然后在31号机上打开cmd窗口，执行ipconfig命令，按Enter键确认，查看31号机上的IP地址，客户端的IP地址已经刷新为192.168.46.31。

图9 查看IP地址

2.4 启动和检查DHCP服务器

2.4.1 启动/停止DHCP服务

可以通过/etc/rc.d/init.d/dhcpd进行操作，也可以使用service命令。（1）启动DHCP服务:

[root@localhost ~]service dhcpd start

[root@localhost ~]/etc/rc.d/init.d/dhcpd start

（2）停止DHCP服务:

[root@localhost ~]service dhcpd stop

[root@localhost ~]/etc/rc.d/init.d/dhcpd stop

（3）重启DHCP服务:

[root@localhost ~]service dhcpd restart

[root@localhost ~]/etc/rc.d/init.d/dhcpd restart

图10 重启DHCP服务器

2.4.2 使用ps命令检查dhcpd进程

[root@localhost ~]ps -ef | grep dhcpd

2.5 配置DHCP客户端

2.5.1 Linux客户端配置

Linux中配置DHCP客户端有两种方法：图形界面配置和手动配置。用文本方法手动配置步骤:

（1）用文本的方式配置DHCP客户端，需要修改网卡配置文件，将BOOTPROTO项的值设置为dhcp即可。只要直接修改文件/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0。

图11 修改网卡配置

（2）使用ifdown和ifup命令。

图12 重新启动网卡

使用dhclient命令，则重新发送广播申请IP地址。

图13 重新发送广播申请IP地址

（3）使用ifconfig命令测试

图14 使用ifconfig命令测试

图14显示结果表明客户端IP地址已经有原来的192.168.46.20改为192.168.46.253。图形界面配置在终端图形界面下运行“neat”命令，出现“网络配置”窗口。

图15 网络配置

双击文件中的“eth0”一行，进入图16所示的界面，单击“自动获取IP地址设置使用”DHCP 即可。

图16 自动获取IP地址

2.5.2 Windows客户端配置

打开作为客户机的Windows系统，选择【网上邻居】并右击，在弹出的快捷菜单中选择【属性】命令，打开【网络连接】窗口后，选择与外部通信的【本地连接】并右击，在弹出的快捷菜单中选择【属性】命令，打开【本地连接属性】对话框后，选择【Internet协议（TCP/IP）】，

单击【属性】按钮，进行TCP/IP设置。

图17 TCP/IP设置

打开【Internet协议（TCP/IP）属性】对话框后，启用客户端的DHCP功能，需要修改IP

地址获取方式改为【自动获取IP地址】，保证客户端会向DHCP服务器提交请求。

3 管理和维护DHCP服务器

3.1 DHCP服务器常见故障排除

通常配置DHCP服务器很容易，不过，可能会由于粗心等原因导致出现一些问题。对服务器而言，要确保网卡正常工作，并具备广播功能。对客户机而言，还要确保客户机的网卡正常工作，最后，要考虑网络的拓扑，并考虑客户机向DHCP服务器发出的广播信息是否会受到阻碍。另外如果dhcpd进程没有启动，那么可以浏览syslog消息来确定是哪里出了问题。这个消息文件通常是/var/messages。

故障现象1：配置文件出错。DHCP服务器配置完成，无法启动dhcpd服务，此时可以使用dhcpd命令进行检测，如果配置错误，会出现在提示信息当中。

图18 查看无法启动原因

如图中画红线部分，提示说配置文件错误，并告诉我们错误位置在第31行，原因是没有“}”符号结束。添加后即显示为“There’s already a DHCP server running”。

故障现象2：网卡接口配置错误。配置文件错误并不是唯一导致dhcpd服务无法启动的原因，如果网卡配置错误也可能导致服务启动失败。如，网卡（eth0）的IP地址配置错误，通过dhcpd

命令也可以排除该错误。

图19 查看无法启动原因

如图中画红线部分，提示网卡（eth0）的IP地址为192.168.45.12，而配置文件中声明的子网为192.168.46.0/24（subnet 192.168.46.0 netmask 255.255.255.0），将其IP地址中的45改为46。

故障现象3：DHCP服务器的网卡没有开启多点传送功能。DHCP服务器配置完成，没有语法错误。但是网络中的客户机却没办法取得IP地址。

通常是Linux DHCP服务器没有办法接收來自255.255.255.255 的 DHCP 客户机的Request 封包造成的。一般是Linux DHCP服务器的网卡没有设置具有MULTICAST功能。为了让dhcpd(dhcp 程序的守护进程)能够正常的和DHCP客户机沟通，dhcpd必须传送封包到255.255.255.255这个IP地址，但是有些Linux系统里255.255.255.255这个IP地址被用来做为监听区域子网域（local subnet）广播的 IP地址，所以需要在路由表（routing table）里加入255.255.255.255以激活MULTICAST功能；

使用命令：route add –host 255.255.255.255 dev eth0

如果报告错误消息：255.255.255.255：Unkown host

那么请先修改/etc/hosts加入一行： 255.255.255.255 dhcp

3.2 DHCP服务器的安全

如果你的Linux系统连接了不止一个网络界面，但是你只想让DHCP服务器启动其中之一，你可以配置DHCP服务器只在那个设备上启动。在/etc/sysconfig/dhcpd中，把界面的名称添加到DHCPDARGS的列表中: DHCPDARGS=eth0

或者直接使用命令： Echo”DHCPDARGS=eth0”>> /etc/sysconfig/dhcpd

这样对于带有两个网卡的防火墙机器，更加安全：一个网卡可以被配置成DHCP客户来从互联网上检索IP地址；另一个网卡可以被用作防火墙之后的内部网络的DHCP服务器。仅指定连接到内部网络的网卡使系统更加安全，因为用户无法通过互联网来连接他的守护进程。

参考文献

[1] 周奇，李震阳.Linux系统网络服务器组建、配置和管理实训教程[M].北京：清华大学出版社，2009.

[2]曹占涛，王渊.Linux服务器配置与管理[M] .北京：电子工业出版社，2009.

[3]张晓辉，张栋.网络服务搭建、配置与管理大全[M] .北京：电子工业出版社, 2009.

[4]郝维联.Linux服务器配置实训教程[M] .北京：机械工业出版社，2009.

[5]林天峰.Linux服务器架设指南[M] .北京：清华大学出版社，2010.