搭建DHCP服务实现动态分配IP地址-NTP网络同步时间

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-01-31 07:23 246阅读 0赞

一、 DHCP服务概述  
1、 DHCP的介绍  
名称：DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol）动态主机配置协议。  
功能：DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作， 主要有两个用途：  
（1） 给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，主机名，DNS服务器，域名；  
（2） 配合其它服务，实现集成化管理功能。如：无人执守安装服务器。

2、 DCHP的工作模式  
DHCP是C/S 模式，DHCP服务端和客户端需要保持通信，DHCP基于UDP协议，双方都有可能会主动向对方发起通信，因此双方都需要监听端口。  
Server端：DHCP Server（运行dhcp服务）  
UDP服务：监听端口 67（bootps）  
Client端：DHCP Client（运行dhcp程序）  
UDP服务：监听端口 68 （bootpc）

3、 DHCP的特点  
自动分配IP地址，方便管理。  
DHCP不会同时租借相同的IP地址给两台主机。  
DHCP管理员可以约束特定的计算机使用特定的IP地址。  
可以为每个DHCP作用域设置很多选项。  
客户机在不同子网间移动时不需要重新设置IP地址。每次都自动获取IP地址就可以了。

4、 DHCP的缺点:  
当网络上存在多服务器时，一个DHCP服务器不能查出已被其它服务器租出去的IP地址；  
DHCP服务器不能跨路由器与客户机通信，除非路由器允许BOOTP协议转发。  
端口：  
例：查看端口解析文件  
\[root@xuegod63 ~\]\# vim /etc/services  
![在这里插入图片描述][20190516003033971.png]  
DHCP协议由 bootp协议发展而来，是BOOTP的增强版本，bootps代表服务端端口， bootpc代表客户端端口。

bootp协议：引导程序协议（BOOTP）。它可以让无盘工作站从一个中心服务器上获得IP地址，为局域网中的无盘工作站分配动态IP地址，并不需要每个用户去设置静态IP地址。

BOOTP有一个缺点：您在设定前须事先获得客户端的硬件地址，而且，MCA地址与IP的对应是静态的。换而言之，BOOTP非常缺乏“动态性 ”，若在有限的IP资源环境中，BOOTP的一对一对应会造成非常可观的浪费。  
DHCP可以说是BOOTP的增强版本，它分为两个部分：一个是服务器端，而另一个是客户端。所有的IP网络设定数据都由DHCP服务器集中管理，并负责处理客户端的DHCP要求；而客户端则会使用从服务器分配下来的IP环境数据。比较BOOTP, DHCP透过“租约”的概念，有效且动态的分配客户端的TCP/IP设定，而且，作为兼容考虑，DHCP也完全照顾了BOOTP Client的需求。

5、 DCHP的工作原理  
1）DHCP Client阶段  
（1） 即DHCP客户端寻找DHCP服务端的过程，对应于客户端发送DHCP Discovery，因为DHCP Server对应于DHCP客户端是未知的，所以DHCP 客户端发出的DHCP Discovery报文是广播包，源地址为0.0.0.0目的地址为255.255.255.255。网络上的所有支持TCP/IP的主机都会收到该DHCP Discovery报文，但是只有DHCP Server会响应该报文。  
注意：客户端执行DHCP DISCOVER 后，如果没有DHCP 服务器响应客户端的请求，客户端会随机使用169.254.0.0/16 网段中的一个IP 地址配置本机地址。  
（2） 169.254.0.0/16是Windows的自动专有IP寻址范围，也就是在无法通过DHCP获取IP地址时，由系统自动分配的IP地址段。  
早期的Linux上并不会产生这条路由，现在有这条路由大概是为了和Windows兼容。

2）DHCP Server 提供阶段：  
DHCP Server提供阶段，即为DHCP Server响应DHCP Discovery所发的DHCP Offer阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息。

3）DHCP Client 确认阶段：  
即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCPoffer提供信息，则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCPoffer提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCPrequest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。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址

4.）DHCP Server确认阶段：  
即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCPrequest请求信息之后，它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCPack确认信息，告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定，另外，除DHCP客户机选中的服务器外，其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址。

5）DHCP Client重新登录网络：  
当DHCP Client重新登录后，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（比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用），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。

6） DHCP Client更新租约：  
DHCP获取到的IP地址都有一个租约，租约过期后，DHCP Server将回收该IP地址，所以如果DHCP Client如果想继续使用该IP地址，则必须更新租约。更新的方式就是，当前租约期限过了一半后，DHCP Client都会发送DHCP Renew报文来续约租期。

为了便于理解，我们把DHCP客户机比做餐馆里的客人，DHCP服务器工作原理当中，服务器比做服务员（一个餐馆里也可以有多个服务员），IP地址比做客户需要的食物。那么可以这样描述整个过程：客人走进餐馆，问：“有没有服务员啊？”（DHCP discover），多个服务员同时回答：“有，我这有鸡翅”“有，我这有汉堡”（DHCP offer）。客人说：“好吧，我要一份汉堡”（DHCP request，这个客人比较死板，总是选择第一次听到的食物），端着汉堡的服务员回应了一声：“来啦”（DHCP ack），并把食物端到客人面前，供其享用（将网卡和IP地址绑定）。客人下次来的时候，就直接找上次那个服务员点自己喜欢的汉堡了（DHCP request），如果还有汉堡，服务员会再次确认并上菜（DHCP ack），而如果已经卖完了，服务员则会告诉客人：“不好意思，已经卖完了”（DHCP nack）。当然，服务员隔一段时间会来收拾一次桌子，除非客人特别说明这菜还要继续吃的，服务员会将剩菜端走。

二、 使用DHCP为局域网中的机器分配IP地址  
1、 安装DHCP

> \[root@xuegod200 ~\]\# yum -y install dhcp

2、 配置文件位置  
1） 默认安装完成DHCP后，安装路径如下：

> \[root@xuegod200 ~\]\# cd /etc/dhcp/  
> \[root@xuegod200 dhcp\]\# ls  
> dhclient.d dhclient-exit-hooks.d dhcp.conf dhcpd6.conf dhcpd.conf scripts

2） 打开dhcpd.conf文件，根据提示，到相对应路径下复制一份新的配置文件（直接覆盖）

> \[root@xuegod200 ~\]\# cd /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/  
> \[root@xuegod200 dhcp-4.2.5\]\# ls  
> dhcpd6.conf.example dhcpd.conf.example ldap  
> \[root@xuegod200 dhcp-4.2.5\]\# cp dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf  
> cp：是否覆盖"/etc/dhcp/dhcpd.conf"？ y

3） 启动DHCP服务  
这里先不能启动DHCP服务，如果启动会报错。因为配置 里定义的地址段和服务器本机配置的地址信息不同，在启动服务的时候会报错，所以启动前需要先修改配置文件

3、 配置文件参数说明  
1） 概念与协议  
作用域：可以分配IP的范围 subnet 。  
地址池：可以分配给客户端的IP，range包括的IP。  
保留地址：指定某个客户端使用一个特定IP，通过host配置的。  
租约(时间)：客户端可以使用这个IP地址的时间。  
2） 配置文件：/etc/dhcp/dhcpd.conf  
一般配置文件分为两部分：全局配置和子网配置  
全局地址分配属性：以options开头  
例如：option router \#指定网关  
子网配置：如果子网中没有定义分配给客户端的DNS，但全局中有定义，那么子网则继承全局的DNS，如果子网中定义了DNS，全局中也有DNS，那么则根据那个地址的作用范围小则最终生效。  
通常每个作用域（地址池）通过一个subnet（子网）定义  
例如：subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0\{  
range 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 \#定义分配的地址池  
option routes routes [rts-239-0-1.example.org][],[rtr-239-0-2.example.org][];  
\#在子网定义中也可以使用option定义网关，但仅在子网中范围生效  
\}  
主机配置：  
通常为某一个MAC地址固定分配一个地址  
host fantasia \{  
hardware ethernet 08:00:07:26:c0:a5; \#定义MAC地址。  
fixed-address [fantasia.fugue.com][]; \#定义固定的ip地址  
\}  
3） 文件详解  
option domain-name “[example.org][]”; \#搜索域。  
option domain-name-servers [ns1.example.org][], [ns2.example.org][]; \#全局默认DNS。  
default-lease-time 600; \#默认最小租约期限（单位为秒）。  
max-lease-time 7200; \#最长租约期限（单位为秒）。  
\#ddns-update-style none; \#动态dns。  
log-facility local7; \#日志反动地址，在/etc/rsyslog.conf日志服务配置文件中定义所有发往local7的日志定义存放到/var/log/boot.log文件中。  
subnet 10.254.239.0 netmask 255.255.255.224 \{ \#定义分配的IP地址、掩码。  
range 10.254.239.10 10.254.239.20; \# 定义地址池，起始地址，结束地址，以空格分隔。  
option routers [rtr-239-0-1.example.org][], [rtr-239-0-2.example.org][]; \#提供的网关  
\}

subnet 10.254.239.32 netmask 255.255.255.224 \{  
range dynamic-bootp 10.254.239.40 10.254.239.60; \#定义向bootp提供服务，兼容协议。  
option broadcast-address 10.254.239.31; \#定义广播地址。  
option routers [rtr-239-32-1.example.org][];  
\}

subnet 10.5.5.0 netmask 255.255.255.224 \{  
range 10.5.5.26 10.5.5.30;  
option domain-name-servers [ns1.internal.example.org][]; \#定义DNS。  
option domain-name “[internal.example.org][]”;  
option routers 10.5.5.1; \#定义默认网关。  
option broadcast-address 10.5.5.31; \#定义广播地址。  
default-lease-time 600; \#默认最小租约期限（单位为秒）。  
max-lease-time 7200; \#最长租约期限（单位为秒）。  
\}

host fantasia \{  
hardware ethernet 08:00:07:26:c0:a5; \#定义对方的MAC地址。  
fixed-address [fantasia.fugue.com][]; \#定义固定ip地址。  
\}

class “foo” \{  
match if substring (option vendor-class-identifier, 0, 4) = “SUNW”;  
\} \#定义函数，用来定义特定系统分配特定的地址。

三、 实战-搭建DHCP服务器  
公司有60 台计算机，IP 地址段为192.168.1.1-192.168.1.254，子网掩码是255.255.255.0，网关为192.168.1.1，192.168.1.2-192.168.1.30 网段地址给服务器配置，客户端可以使用的地址段为192.168.1.100-200，其余剩下的IP 地址为保留地址。

实验环境：  
不建议虚拟机使用桥接模式操作此实验，因为你的局域网中有可能就有DHCP服务器，因此很难让客户端是从虚拟机搭建的DHCP服务器获得IP地址。  
另外，也可能造成公司局域网中其它机器因为获得了你DHCP服务器上的IP地址，而上不了网。

1、 实验环境准备  
1） 每台服务器添加两个网卡，并修改配置文件  
2） 服务器端的网卡修改和配置  
添加一块网卡，并制定网卡使用LAN1

通过过滤，可以发现多了一个网卡

> \[root@xuegod200 network-scripts\]\# ip a | grep ens  
> 2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER\_UP> mtu 1500 qdisc pfifo\_fast state UP group default qlen 1000  
> inet 192.168.11.200/24 brd 192.168.11.255 scope global ens33  
> 5: ens38: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000

进入网卡配置文件目录，发现没有新增网卡的配置文件

> \[root@xuegod200 ~\]\# cd /etc/sysconfig/network-scripts/  
> \[root@xuegod200 network-scripts\]\# ls ifcfg-\*  
> ifcfg-ens33 ifcfg-lo

手动复制一个网卡，并修改内容

> \[root@xuegod200 network-scripts\]\# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens38  
> \[root@xuegod200 network-scripts\]\# vim ifcfg-ens38  
> \[root@xuegod200 network-scripts\]\# ifup ens38 \#启动网卡  
> \[root@xuegod200 network-scripts\]\# ip a | grep ens38  
> 5: ens38: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER\_UP> mtu 1500 qdisc pfifo\_fast state UP group default qlen 1000  
> inet 192.168.1.200/24 brd 192.168.1.255 scope global ens38

3） 客户端的网卡修改和配置  
前几步同服务端添加网卡相同，因为客户端是需要从服务端获取IP地址，所以配置文件内容需要修改为DHCP，并且删除IP地址、DNS等参数

> \[root@xuegod210 network-scripts\]\# cat ifcfg-ens38  
> TYPE=“Ethernet”  
> PROXY\_METHOD=“none”  
> BROWSER\_ONLY=“no”  
> BOOTPROTO=“dhcp”  
> DEFROUTE=“yes”  
> IPV4\_FAILURE\_FATAL=“no”  
> IPV6INIT=“yes”  
> IPV6\_AUTOCONF=“yes”  
> IPV6\_DEFROUTE=“yes”  
> IPV6\_FAILURE\_FATAL=“no”  
> IPV6\_ADDR\_GEN\_MODE=“stable-privacy”  
> NAME=“ens38”  
> UUID=“ab6f0ce1-fdb5-4adb-83a0-5111a3ce21cf”  
> DEVICE=“ens38”  
> ONBOOT=“yes”  
> IPV6\_PRIVACY=“no”

2、 配置DHCP配置文件

> \[root@xuegod200 dhcp\]\# cp dhcpd.conf dhcp.conf.bak \#修改前先备份  
> \[root@xuegod200 dhcp\]\# vim dhcp.conf  
> \[root@xuegod200 dhcp\]\# cat dhcp.conf  
> subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 \{ \#声明一个网段  
> range 192.168.1.100 192.168.1.200; \#定义DHCP的地址池  
> option domain-name-servers 192.168.1.1; \#DNS服务器  
> option domain-name “[xuegod.cn][]”; \#域名  
> option routers 192.168.1.1; \#网关  
> option broadcast-address 192.168.1.255; \#广播地址  
> default-lease-time 600; \#最小租期  
> max-lease-time 7200; \#最大租期  
> \}

3、 重启dhcpd服务，查看服务状态

> \[root@xuegod200 dhcp\]\# systemctl start dhcpd  
> \[root@xuegod200 dhcp\]\# systemctl enable dhcpd  
> Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/dhcpd.service to /usr/lib/systemd/system/dhcpd.service.  
> \[root@xuegod200 dhcp\]\# systemctl status dhcpd  
> ● dhcpd.service - DHCPv4 Server Daemon  
> Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/dhcpd.service; disabled; vendor preset: disabled)  
> Active: active (running) since 四 2019-05-16 00:03:44 CST; 7s ago

4、 客户端重启网卡，查看IP地址能否获取到

> \[root@xuegod210 dhcp\]\# ifup ens38  
> 正在确定 ens38 的 IP 信息… 完成。  
> \[root@xuegod210 dhcp\]\# ifconfig ens38  
> ens38: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500  
> inet 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255  
> inet6 fe80::20c:29ff:fe09:dc99 prefixlen 64 scopeid 0x20  
> ether 00:0c:29:09:dc:99 txqueuelen 1000 (Ethernet)  
> RX packets 16 bytes 1524 (1.4 KiB)  
> RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0  
> TX packets 29 bytes 6303 (6.1 KiB)  
> TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

5、 查看默认网关和DNS

> \[root@xuegod210 dhcp\]\# cat /etc/resolv.conf  
> ; generated by /usr/sbin/dhclient-script  
> search [xuegod.cn][]  
> nameserver 192.168.1.1  
> \[root@xuegod210 dhcp\]\# route -n  
> Kernel IP routing table  
> Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface  
> 0.0.0.0 192.168.1.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 ens38  
> 169.254.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 1002 0 0 ens33  
> 169.254.0.0 0.0.0.0 255.255.0.0 U 1005 0 0 ens38  
> 192.168.1.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 ens38  
> 192.168.11.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 ens33  
> 192.168.122.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 virbr0

6、 使用DHCP为服务器分配固定IP地址  
修改配置文件如下：

> \[root@xuegod200 dhcp\]\# vim dhcpd.conf  
> \[root@xuegod200 dhcp\]\# cat dhcpd.conf  
> subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 \{  
> range 192.168.1.100 192.168.1.200;  
> option domain-name-servers 192.168.1.1;  
> option domain-name “[xuegod.cn][]”;  
> option routers 192.168.1.1;  
> option broadcast-address 192.168.1.255;  
> default-lease-time 600;  
> max-lease-time 7200;  
> host xuegod64 \{ \#此段内容，要写在subnet字段中配合使用  
> hardware ethernet 00:0c:29:09:dc:99; \#指定主机的MAC地址  
> fixed-address 192.168.1.110; \#指定分为的IP地址  
> \}  
> \}

重启DHCP服务

> \[root@xuegod200 dhcp\]\# systemctl restart dhcpd

7、 客户端重启网卡，查看获取地址情况

> \[root@xuegod210 dhcp\]\# ifdown ens38  
> \[root@xuegod210 dhcp\]\# ifup ens38  
> 正在确定 ens38 的 IP 信息… 完成。  
> \[root@xuegod210 dhcp\]\# ifconfig ens38  
> ens38: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500  
> inet 192.168.1.110 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255  
> inet6 fe80::20c:29ff:fe09:dc99 prefixlen 64 scopeid 0x20  
> ether 00:0c:29:09:dc:99 txqueuelen 1000 (Ethernet)  
> RX packets 26 bytes 3534 (3.4 KiB)  
> RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0  
> TX packets 83 bytes 15128 (14.7 KiB)  
> TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

四、 ntpdate加计划任务同步服务器时间  
ntpdate命令后加公网上的NTP服务器地址，可以同步服务器的时间，前提是服务器可以连接外网  
公网的NTP服务器地址：  
阿里云：[ntp1.aliyun.com][]  
微软：[time.windows.com][]  
1、 安装ntpdate命令（服务器默认已经安装）

> \[root@xuegod200 ~\]\# rpm -qa | grep ntpdate  
> ntpdate-4.2.6p5-28.el7.centos.x86\_64

2、 ntpdate命令的使用

> \[root@xuegod200 ~\]\# ntpdate [ntp1.aliyun.com][]  
> 16 May 00:20:57 ntpdate\[4757\]: adjust time server 120.25.115.20 offset 0.098879 sec  
> \[root@xuegod200 ~\]\# date  
> 2019年 05月 16日 星期四 00:21:00 CST

3、 将ntpdate命令增加到计划任务里，实现定时更新服务器时间

> \[root@xuegod200 ~\]\# crontab -e  
> crontab: installing new crontab  
> \[root@xuegod200 ~\]\# crontab -l  
> 0 12 \* \* \* ntpdate ntp1.aliyun.con

4、 ntp服务同步硬件时间  
ntp服务，默认只会同步系统时间。如果想要让ntp同时同步硬件时间，可以设置/etc/sysconfig/ntpdate 文件。  
在/etc/sysconfig/ntpdate 文件中，把SYNC\_HWCLOCK=no 改成SYNC\_HWCLOCK=yes则可以使硬件时间与系统时间一起同步。

> \[root@xuegod200 ~\]\# vim /etc/sysconfig/ntpdate  
> \[root@xuegod200 ~\]\# cat !$  
> cat /etc/sysconfig/ntpdate  
> \#Options for ntpdate  
> OPTIONS="-p 2"  
> \#Set to ‘yes’ to sync hw clock after successful ntpdate  
> SYNC\_HWCLOCK=yes

date的命令

> \[root@xuegod200 ~\]\# hwclock -r \#查看硬件时间  
> 2019年05月16日 星期四 00时25分19秒 -0.694508 秒  
> \[root@xuegod200 ~\]\# hwclock -w \#将系统时间同步到硬件  
> \[root@xuegod200 ~\]\# date  
> 2019年 05月 16日 星期四 00:25:36 CST  
> \[root@xuegod200 ~\]\# hwclock -s \#将硬件时间同步到系统  
> \[root@xuegod200 ~\]\# date  
> 2019年 05月 16日 星期四 00:26:20 CST  
> \[root@xuegod200 ~\]\#

[20190516003033971.png]: /images/20220131/9a6adf54ebca4724b324a367e081fcff.png
[rts-239-0-1.example.org]: http://rts-239-0-1.example.org
[rtr-239-0-2.example.org]: http://rtr-239-0-2.example.org
[fantasia.fugue.com]: http://fantasia.fugue.com
[example.org]: http://example.org
[ns1.example.org]: http://ns1.example.org
[ns2.example.org]: http://ns2.example.org
[rtr-239-0-1.example.org]: http://rtr-239-0-1.example.org
[rtr-239-32-1.example.org]: http://rtr-239-32-1.example.org
[ns1.internal.example.org]: http://ns1.internal.example.org
[internal.example.org]: http://internal.example.org
[xuegod.cn]: http://xuegod.cn
[ntp1.aliyun.com]: http://ntp1.aliyun.com
[time.windows.com]: http://time.windows.com