Debian9.5系统DHCP服务器ISC DHCP软件配置说明

DHCP 全称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，它可以为客户机自动分配IP地址、子网掩码以及缺省网关、DNS服务器的IP地址等TCP/IP参数， 简单来说， 就是在DHCP服务器上有一个数据库， 存放着IP地址、网关、DNS等参数。 当客户端请求使用时， 服务器则负责将相应的参数分配个客户端，避免客户端手动指定IP地址等。特别是在一些大规模的网络中。客户端数目较多，使用DHCP可以方便对这些机器进行管理，为客户机提供TCP/IP参数配置，如IP地址、网关地址和DNS服务器等，不仅效率高，而且不存在IP地址冲突的情况现在的无线路由器默认都带有DHCP功能，也就是说一个无线路由器同时也是一个DHCP服务器。

一、DHCP有三种机制分配IP地址
1.自动分配方式：DHCP服务器为主机指定一个永久性的IP地址，一旦DHCP客户端第一次成功从DHCP服务器租用到IP地址，就可以永久使用该地址。
2.动态分配方式：DHCP服务器给主机指定一个有时间限制的IP地址， 时间到期或主机明确表示放弃该地址时，该地址可以被其他主机使用。
3.手工分配方式：客户端的IP地址是由网络管理员指定的，DHCP服务器只是将指定的IP地址告诉客户端主机。
三种地址分配方式中， 只有动态分配方式可以重复使用客户端不再需要的地址,下面是DHCP涉及的常见术语：

作用域：一个完整的IP地址段，DHCP协议根据作用域来管理网络的分布、分配IP地址及其他配置参数。
超级作用域：用于管理处于同一个物理网络中的多个逻辑子网段。超级作用域中包含了可以统一管理的作用域列表。
排除范围：把作用域中的某些IP地址排除，确保这些IP地址不会分配给DHCP客户端。
地址池：在定义了DHCP的作用域并应用了排除范围后，剩余的用来动态分配给DHCP客户端的IP地址范围。
租约：DHCP客户端能够使用动态分配的IP地址的时间。
预约：保证网络中的特定设备总是获取到相同的IP地址。

二、DHCP协议的工作过程
1.发现阶段：即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播的方式发送DHCP discover 发现信息来寻找DHCP服务器（因为DHCP服务器的IP地址对客户机来说是未知的），由于客户机不知道DHCP服务器的IP地址，所以它使用0.0.0.0的地址作为源地址，使用UDP68端口作为源端口，使用255.255.255.255作为目标地址，使用UDP67端口作为目的端口来广播请求IP地址信息。广播信息中包含了DHCP客户机的MAC地址和计算机名，以便使DHCP服务器能确定是哪个客户机发送的请求。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信息，但只有DHCP服务器才会作出响应。

2.提供阶段：即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中收到DHCP discover发现信息的DHCP服务器都会作出响应，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地址和其他设置信息，因为DHCP客户机还没有IP地址，所以DHCP服务器使用自己的IP地址作为源地址，使用UDP67端口作为源端口，使用255.255.255.255作为目标地址，使用UDP68端口作为目的端口来广播，通过DHCP offer消息发送给客户端。

3.选择阶段：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DHCP offer，客户机只接收第一个收到的DHCP offer，然后它以广播的方式回答一个DHCP request请求信息。该信息中包含它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播的方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，它将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址。

4.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DHCP resquest请求后，它便向DHCP客户机发送一个包含它提供的IP地址和其他设置的DHCP ACK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，除了DHCP客户机所选择的服务器IP外，其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址

5.重新登陆：以后DHCP客户机每次登陆网络时，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IP地址的DHCP resquest请求。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让客户机继续使用原来的IP并回答一个DHCP ACK确认信息，如果此IP地址无法分配个原来的DHCP客户机时（比如IP分配给其他DHCP客户机使用） ，则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP NACK 否认消息，当原来的DHCP客户机收到此消息后，它就必须重新发送DHCP discover发现信息重新请求新的IP地址。

6.更新租约：DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都由一个租借期限，期满后DHCP服务器会收回出租的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服务器发送其更新租约的信息。

三、安装DHCP服务软件，Linux用的DHCP软件是Internet系统协会的DHCP服务软件ISC DHCP
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root@debian:~# apt install  isc-dhcp-server
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四、配置DHCP服务软件
DHCP的主要配置文件有两个，分别位于 /etc/default/isc-dhcp-server 和 /etc/dhcp/dhcpd.conf。下面要做的就是对这两个文件进行配置。

五、查看本机网络信息，主要查看网络接口。
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root@debian:~# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp0s3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 08:00:27:40:99:19 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.0.11/24 brd 192.168.0.255 scope global enp0s3
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::a00:27ff:fe40:9919/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
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六、配置/etc/default/isc-dhcp-server文件
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root@debian:~# vi /etc/default/isc-dhcp-server
.......                                                    #上面的内容省略
 On what interfaces should the DHCP server (dhcpd) serve DHCP requests?
#    Separate multiple interfaces with spaces, e.g. "eth0 eth1".
 INTERFACESv4="enp0s3"              #将监听端口INTERFACESv4修改为上面的网络接口enp0s3  
#INTERFACESv6=""                         #屏蔽监听ipv6
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七、配置/etc/dhcp/dhcpd.conf文件参数说明
DHCP服务器的配置比较简单，所有的配置集中在/etc/dhcp/dhcpd.conf配置文件中，所有的配置语句可以分为3类：一类是参数，用于表明如何执行任务，是否要执行任务。第二类是声明语句，用来描述网络布局、客户、提供ip地址的策略等。还有一类是发送给客户的选项，实际上是加了option关键字的参数。其中每行开头的‘#’表示注释，而每一行配置最后都要以“；”作为结尾，这很重要。

1.DHCP配置文件中的parameters（参数）：表明如何执行任务，是否要执行任务，或将哪些网络配置选项发送给客户

ddns-update-style ：
该参数用来指定DHCP服务器对DNS服务器进行更新时采用的更新类型。有3个类型分别是ad-hoc、interim、none。ad-hoc方式基本上已经不再采用，interim表示DNS互动更新模式，none表示不支持动态更新，一般设置为none。

default-lease-time ：
该参数的作用是定义默认的IP地址租约时间，其单位为秒。

max-lease-time :                 
该参数用来指定最大租赁时间长度，单位是秒。上面的是默认租约时间，这个是如果客户要求了租约时间，租约时间如果超过这个值，就以这个值为准，不以客户要求的为准。
 
server-name ：
通知DHCP客户服务器名称。

hardware :
指定客户端的硬件接口类型和硬件地址。其格式如下：
hardware ethernet 0:0:c0:5d:bd:95;

fixed-address
指定为客户端分配一个或者多个固定IP地址，该参数只能出现在host声明语句中。如果指定了多个IP地址，那么当客户端启动时，它会被分配到相应子网中的那个IP地址上。

2.DHCP配置文件中的declarations （声明语句）：用来描述网络布局、提供客户的IP地址等
 
subnet 语句                                   
该语句用来定义一个作用域。其格式如下：
subnet 网络 子网掩码 {
             
               [参数]
               [选项]
}

range 语句
该语句定义了起始IP和终止IP 提供动态分配IP的范围，如果只指定起始IP地址而没有终止IP地址，则范围只包含一个IP地址，在一个subnet语句中，可以有多个range语句，但是这些range语句所覆盖的IP地址范围不能交叉或者重复。其格式如下：
range 起始IP  终止IP；
 
host 语句
该语句用来定义用户保留地址，其格式如下：
host 主机名 {
     [hardware]
     [fixed-address]
}

这里的主机名可以自己定义，[hardware]参数用来指定需要保留IP地址的客户端的MAC地址，[fixed-address]用来指定分配的固定IP地址。

3. DHCP配置文件中的option（选项）：用来配置DHCP可选参数，全部用option关键字作为开始

subnet-mask ：为客户端设定子网掩码。
domain-name ：如果客户端的/etc/resolv.conf里面设置了search参数，这个域名就是对应search参数后面的设置。
domain-name-servers ：  为客户端指明DNS服务器IP地址。
host-name ：为客户端指定主机名称。
routers ：为客户端设定默认网关。：
broadcast-address ：为客户端设定广播地址。
ntp-server ：为客户端设定网络时间服务器IP地址。
time－offset ：为客户端设定和格林威治时间的偏移时间，单位是秒。

注意：如果客户端使用的是视窗操作系统，不要选择"host-name"选项，即不要为其指定主机名称

八、防火墙
DHCP服务器需要开放入UDP67端口，出UDP68端口。客户端正好相反，或者最直接的是关闭防火墙。

九、配置举例
公司员工的笔记本可以获取的IP地址范围是192.168.0.100到192.168.0.200,子网掩码是255.255.255.0,网关是192.168.0.1,DNS为114.114.114.114,客户端的/etc/resolv.conf里面设置的search参数为pipci.com，默认的IP地址租约时间1小时，最大租赁时间为2小时，为硬件MAC地址0:0:c0:5d:bd:95保留IP地址为192.168.0.188 ，主机名为pipci
1、先备份原有的dhcpd.conf文件，因为里面是范例内容很多不方便看。
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root@debian:/etc/dhcp# mv -v dhcpd.conf dhcpd.conf.backup
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2、重新创建dhcpd.conf文件并添加下面的内容。
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root@debian:/etc/dhcp# vi dhcpd.conf
ddns-update-style none;
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.0.100 192.168.0.200;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option routers 192.168.0.1;
option domain-name "pipci.com";
option domain-name-servers 114.114.114.114;
default-lease-time 3600;
max-lease-time 7200;
host pipci {
hardware ethernet 00:0c:29:27:c6:12;
fixed-address 192.168.0.188;
}
}
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3、重启DHCP服务
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root@debian:/etc/dhcp# systemctl restart isc-dhcp-server.service
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4、查看DHCP服务
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root@debian:/etc/dhcp# systemctl status isc-dhcp-server.service
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十、如果出现问题的可能有以下几种可能：
1. 配置文件有问题。
1.1 内容不符合语法结构，例如，少个分号；
1.2 声明的子网和子网掩码不符合；
2. 主机IP地址和声明的子网不在同一网段。
3. 主机没有配置IP地址。