DHCP 服务详解与部署
DHCP 服务详解与部署
一、DHCP 服务概述
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种运行在应用层的网络协议，用于自动为网络设备分配 IP 地址、子网掩码、网关、DNS 等网络参数，简化网络配置流程，避免手动设置导致的 IP 冲突等问题。
核心特性
- 自动化配置：无需手动为每个设备设置网络参数，降低管理成本。
- 集中化管理：通过 DHCP 服务器统一管理 IP 地址池，合理分配网络资源。
- 动态调整：支持 IP 地址租约管理，设备离线后自动回收 IP，提高地址利用率。
二、DHCP 核心概念与工作原理
1. 关键概念
| 术语 | 说明 |
| DHCP 客户端 | 需获取 IP 地址的设备（如电脑、手机、服务器）。 |
| DHCP 服务器 | 负责分配 IP 地址和网络参数的服务器，存储 IP 地址池和配置规则。 |
| DHCP 中继代理 | 用于跨网段转发 DHCP 报文的设备（如路由器、三层交换机），解决广播报文无法跨网段传播的问题。 |
| 作用域（Subnet） | 服务器管理的 IP 地址网段（如 192.168.100.0/24），包含地址池和网络参数。 |
| 地址池 | 作用域内可分配给客户端的 IP 地址范围（如 192.168.100.50-100）。 |
| 租约 | IP 地址的有效使用时间，到期前客户端需续租，避免地址长期占用。 |
| 保留地址 | 通过 MAC 地址绑定的固定 IP 地址，确保特定设备始终获取相同 IP（如服务器、打印机）。 |
2. 端口与协议
- DHCP 使用 UDP 协议，服务器监听 UDP 67 端口，客户端通过 UDP 68 端口 回应。
- IPv6 环境中，DHCPv6 客户端使用 UDP 546 端口。
3. 工作原理（四步握手流程）
DHCP 客户端获取 IP 地址的过程分为四个阶段：
- DHCP Discover（发现阶段）
客户端启动后，以广播形式发送 DHCP Discover 报文，寻找网络中的 DHCP 服务器（源 IP为 0.0.0.0，目标 IP 为 255.255.255.255）。
- DHCP Offer（提供阶段）
DHCP 服务器收到请求后，从地址池中选择一个未分配的 IP 地址，连同子网掩码、网关、DNS、租约时间等参数，通过 DHCP Offer 报文广播回应客户端。
- DHCP Request（请求阶段）
客户端若收到多个服务器的 Offer，选择第一个响应的服务器，广播发送 DHCP Request 报文，确认使用该 IP 地址，并通知其他服务器放弃提供。
- DHCP ACK（确认阶段）
被选中的服务器收到请求后，确认 IP 地址未被占用，通过 DHCP ACK 报文广播回复客户端，正式分配 IP 地址，客户端此时可使用该 IP 接入网络。
三、DHCP 服务器部署（基础配置）
以下以 CentOS 7 为例，部署基础 DHCP 服务器，为单一网段分配 IP 地址。
1. 环境准备
- 服务器 IP：192.168.100.10/24（静态 IP，确保与客户端同网段）。
- 关闭防火墙和 SELinux（生产环境需开放 UDP 67/68 端口）：
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalldsetenforce 0 # 关闭 SELinuxvim /etc/selinux/config # 永久关闭：SELINUX=disabled2. 安装 DHCP 服务
yum -y install dhcp # 安装 DHCP 服务器软件
3. 配置 DHCP 主配置文件
DHCP 主配置文件为 /etc/dhcp/dhcpd.conf，默认为空，需基于模板文件修改：
# 复制模板文件到主配置文件cp -p /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf编辑配置文件：
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf
（1）基础网段配置（核心）
# 定义网段（192.168.100.0/24）subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {range 192.168.100.50 192.168.100.100; # 可分配的 IP 地址池option domain-name-servers 192.168.100.1; # DNS 服务器地址option domain-name "example.org"; # 域名（可选）option routers 192.168.100.254; # 默认网关地址default-lease-time 600; # 默认租约时间（10分钟）max-lease-time 7200; # 最大租约时间（2小时）}（2）配置保留地址（可选）
为特定设备（通过 MAC 地址识别）分配固定 IP：
# 为 MAC 地址为 00:11:22:33:44:55 的设备分配固定 IP 192.168.100.20host static-host {hardware ethernet 00:11:22:33:44:55; # 目标设备的 MAC 地址fixed-address 192.168.100.20; # 固定分配的 IP 地址}4. 启动并验证 DHCP 服务
# 启动服务并设置开机自启systemctl start dhcpdsystemctl enable dhcpd# 查看服务状态（确保 active (running)）systemctl status dhcpd四、DHCP 客户端配置
客户端需设置为 DHCP 自动获取 IP 模式，步骤如下：
1. 修改网卡配置文件
# 编辑网卡配置文件（以 ens33 为例）vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33修改内容：
BOOTPROTO=dhcp # 启用 DHCP 自动获取ONBOOT=yes # 开机启动网卡# 删除以下静态配置行（若存在）# IPADDR=192.168.100.x# NETMASK=255.255.255.0# GATEWAY=192.168.100.254# DNS1=xxx.xxx.xxx.xxx2. 重启网络服务并验证
# 重启网络服务systemctl restart network# 查看获取的 IP 地址（确认地址在 DHCP 地址池范围内）ip addr show ens33五、DHCP 中继配置（跨网段分配 IP）
当客户端与 DHCP 服务器不在同一网段时，需通过 DHCP 中继代理 转发 DHCP 报文。以下是部署流程：
1. 环境说明
- DHCP 服务器：IP 192.168.100.10（网段 192.168.100.0/24）。
- 中继服务器：双网卡，分别连接两个网段：
- ens33：192.168.100.254/24（与 DHCP 服务器通信）。
- ens36：192.168.200.254/24（与客户端通信，仅主机模式）。
- 客户端：网段 192.168.200.0/24，通过中继获取 IP。
2. 配置 DHCP 服务器（支持跨网段）
编辑 /etc/dhcp/dhcpd.conf，添加客户端网段配置：
# 原网段配置（192.168.100.0/24）subnet 192.168.100.0 netmask 255.255.255.0 {}# 新增客户端网段（192.168.200.0/24）subnet 192.168.200.0 netmask 255.255.255.0 {range 192.168.200.50 192.168.200.100; # 客户端地址池option routers 192.168.200.254; # 客户端网关（中继服务器 ens36 IP）default-lease-time 600;max-lease-time 7200;}重启 DHCP 服务：
systemctl restart dhcpd
3. 配置中继服务器
（1）开启 IP 转发（关键）
# 编辑内核参数配置文件vim /etc/sysctl.conf# 添加以下内容（开启 IPv4 转发）net.ipv4.ip_forward = 1# 生效配置sysctl -p（2）配置中继服务器网卡
# 查看网卡列表nmcli connection show# 若存在多余连接，删除（如“有线连接 1”）nmcli connection del "有线连接 1"# 配置 ens33（连接 DHCP 服务器网段）nmcli connection add con-name ens33 ifname ens33 type ethernet ip4 192.168.100.254/24nmcli connection up ens33# 配置 ens36（连接客户端网段）nmcli connection add con-name ens36 ifname ens36 type ethernet ip4 192.168.200.254/24nmcli connection up ens36（3）启动 DHCP 中继服务
# 安装 DHCP 相关工具（含中继功能）yum -y install dhcp# 启动中继服务，指定 DHCP 服务器 IPdhcrelay 192.168.100.10# 验证中继进程（确保存在 dhcrelay 进程）ps aux | grep dhcrelay4. 客户端配置（跨网段场景）
同基础客户端配置，确保网卡为 DHCP 模式，重启网络后验证：
ip addr show ens33 # 确认获取到 192.168.200.0/24 网段的 IP
六、总结
DHCP 服务通过自动化 IP 分配简化了网络管理，核心流程包括发现、提供、请求、确认四个阶段。基础部署需配置地址池和网络参数，跨网段场景需通过中继代理转发报文。关键注意事项：
- 服务器需配置静态 IP，确保与客户端网段连通。
- 中继服务器必须开启 IP 转发，否则无法跨网段转发报文。
- 生产环境中需合理规划租约时间和地址池，避免 IP 耗尽或冲突。
掌握 DHCP 服务配置是网络运维的基础技能，可大幅提升网络部署和管理效率。