实践：Linux DHCP服务器配置

前文，我们介绍了DHCP客户端和DHCP服务器在同一个广播域中时，DHCP的工作机制。如果DHCP客户端与DHCP服务器不处于同一个广播域，那么DHCP客户端广播的DHCP Discover报文，会被网络中的三层设备丢弃，无法被DHCP服务器接收，此时，就需要DHCP中继代理（DHCP Relay Agent）。DHCP中继可以实现在不同广播域（如子网、Vlan）之间处理和转发DHCP工作时的广播

qq_43319218

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qq_43319218 · 2025-11-20 19:13:50 发布

1.Linux DHCP服务器配置

1.1.DHCP服务介绍

在大型网络中，系统静态分配IP地址面临问题：

确保不要同时在多个系统上使用同一个地址。
部署新系统通常需要手动分配其IP地址。在云环境中，实例的网络是自动化配置的。

动态主机配置协议（DHCP-Dynamic Host Configuration Protocol）提供了一种自动配置网络参数的方法，例如IP地址，默认网关，DNS服务器和域或NTP服务器。在网络中部署DHCP服务器，您可以集中控制这些参数。

DHCP有两种协议：

用于IPv4网络的 DHCPv4。
用于IPv6网络的 DHCPv6。

这里只介绍DHCPv4。

1.2.DHCP通信过程

在这里插入图片描述

客户端使用DHCPv4配置网络接口时，网卡将 DHCPDISCOVER 数据包发送到 255.255.255.255 广播目标。因为路由器通常不转发该广播地址，所以必须将DHCP服务器与客户端安装在同一物理网络上，以便它可以接收DHCPDISCOVER数据包。您也可以将路由器配置为DHCP中继代理，转发DHCP消息到其他网络。
DHCP服务器收到 DHCPDISCOVER 数据包后，响应 DHCPOFFER 数据包，该数据包包含其自己的IP地址和客户端应使用的IP地址。该数据包还包括一个租用期限，以指示所提供的IP地址有效的时间，以及其他网络参数，例如默认网关和DNS服务器。
客户端收到DHCP服务器 DHCPOFFER 数据包后，发送 DHCPREQUEST 广播数据包，请求DHCP服务器提供的IP地址。这似乎很多余，但是网络上可能有多个DHCP服务器，或者路由器可能会将DHCPOFFER转发到多个网络。因此，客户端可能会从不同的DHCP服务器收到响应。客户端的DHCPREQUEST数据包包括接受请求的DHCP服务器的IP地址。
DHCP服务器收到DHCPREQUEST数据包后，会发送 DHCPACK 数据包，确认客户端对客户端IP地址具有独占权限，直到租约到期为止。

在这里插入图片描述

租约到期后，重新向DHCP服务器续约。
DHCP服务器，同意客户端续约。

在DHCP服务器上，可以使用journalctl --unit= dhcpd.service命令来访问客户端与服务端通信消息。以下摘录显示了客户端通过DHCP请求IP地址。

DHCPDISCOVER from 00:0c:29:26:13:b5 via eth0
DHCPOFFER on 10.1.8.101 to 00:0c:29:26:13:b5 (hosta) via eth0
DHCPREQUEST for 10.1.8.101 (10.1.8.2) from 00:0c:29:26:13:b5 (hosta) via
eth0
DHCPACK on 10.1.8.101 to 00:0c:29:26:13:b5 (hosta) via eth0

在租约到期之前，客户端会定期向服务器发送 DHCPREQUEST 数据包，以确保服务器不会收回IP地址。

多个 DHCP 服务器

尽管DHCP支持在物理网络上运行多个DHCP服务器，但不建议这么做。正常情况下，同一个物理网络中只需要一台DHCP服务器应回答客户端的请求即可。

在同一网络上运行多个服务器的情况下，当新客户端发送 DHCPDISCOVER 数据包以获取地址时，它可能会收到多个 DHCPOFFER 数据包。客户端仅接受其中一台服务器提供的配置，并广播包含该服务器IP地址的 DHCPREQUEST 数据包。其他DHCP服务器释放它们为客户端准备的IP地址。

但是，当客户端使用 DHCPREQUEST 数据包更新其IP地址时，服务器行为取决于服务器是否具有权威性。 ==非权威的DHCP服务器会忽略DHCPREQUEST数据包中不知道的地址。==当客户端发送的IP地址在权威DHCP服务器管理的地址范围内，但服务器以前不知道该IP地址时，它将拒绝该请求并发回DHCPNAK数据包。这可能意味着客户端最初是从网络上的另一台非权威的DHCP服务器获得其地址的。任何收到DHCPNAK数据包的客户端都不能再使用该地址，而必须请求一个新的地址。

使用默认配置启动DHCP服务器时，服务器不是权威服务器，这样可以防止非权威DHCP服务器接管权威服务器提供的地址。

1.3.部署DHCP服务器

要配置DHCPv4服务器，请首先使用ip addr命令确认您的网络接口配置是否指定了BROADCAST地址。

2: ens160: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:e5:be:0f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.1.8.10/24 brd 10.1.8.255 scope global ens160
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fee5:be0f/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

服务器必须具有静态IP地址。

安装 DHCP 软件

# 安装软件包
[root@server ~]# yum install -y dhcp

# 配置防火墙，放行dhcp服务
[root@server ~]# firewall-cmd --add-service=dhcp
[root@server ~]# firewall-cmd --add-service=dhcp --permanent

配置 DHCP 服务器

dhcpd服务使用/etc/dhcp/dhcpd.conf配置文件。 dhcp软件包提供/usr/share/doc/dhcp-*/dhcpd.conf.example 配置文件示例。

[root@server ~]# /bin/cp /usr/share/doc/dhcp-*/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
[root@server ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

典型的DHCP配置示例：

subnet 10.1.8.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 10.1.8.101 10.1.8.130;
  option domain-name-servers 223.5.5.5;
  option domain-name "laoma.cloud";
  option routers 10.1.8.2;
  option broadcast-address 10.1.8.255;
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}

配置说明：

authoritative，指示服务器对其所管理的子网具有权威性。
subnet，提供的子网详。
range，指定服务器在该范围内分配IP地址。
option routers，指定服务器提供默认网关地址。
option domain-name-servers，指定服务器提供DNS名称服务器。
option domain-search，指定服务器提供DNS域搜索列表。
default-lease-time，提供网络信息默认租期，如果客户端不要求任何特定的租期。单位秒。
max-lease-time，指示服务器可以从客户端请求接受的最大租期。单位秒。

客户端系统上的NetworkManager使用domain-name-servers和domain-search更新resolv.conf文件中的nameserver和search参数。

验证 DHCP 配置

# 验证配置文件语法
[root@server ~]# dhcpd -t
Internet Systems Consortium DHCP Server 4.2.5
Copyright 2004-2013 Internet Systems Consortium.
All rights reserved.
For info, please visit https://www.isc.org/software/dhcp/
Not searching LDAP since ldap-server, ldap-port and ldap-base-dn were not specified in the config file

启用并启动服务

# 启用并启动服务
[root@server ~]# systemctl enable dhcpd --now

# 查看服务状态
[root@server ~]# systemctl status dhcpd

配置 DHCP 客户端

# 添加一个自动获取ip连接，假设网卡设备名为ens192
[root@client ~]# nmcli connection add con-name dynamic type ethernet ifname ens192
[root@client ~]# nmcli connection up dynamic

# 验证
[root@client ~]# ip addr show ens192
3: ens192: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:26:13:b5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp11s0
    inet 10.1.8.101/24 brd 10.1.8.255 scope global dynamic noprefixroute ens192
       valid_lft 597sec preferred_lft 597sec
    inet6 fe80::95db:2216:1a36:615/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

基于 MAC 地址预留IP地址

在配置文件中，host声明可以将MAC地址绑定到IP地址。此配置对于始终为特定系统的网络接口提供相同的IP地址特别有用，尤其是Web或数据库系统之类的服务器。

客户端MAC地址查看

[root@client ~]# ip link show ens192
3: ens192: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:26:13:b5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp11s0

在以下示例中，服务器始终为MAC地址是00:0c:29:26:13:b5的系统分配10.1.8.20地址。

在/etc/dhcp/dhcpd.conf最后添加如下内容：

host client.laoma.cloud {
  hardware ethernet 00:0c:29:26:13:b5;
  fixed-address 10.1.8.30;
}

重启服务

[root@server ~]# systemctl restart dhcpd

客户端验证

# 激活连接
[root@client ~]# nmcli connection up dynamic

# 验证
[root@client ~]# ip addr show ens192
3: ens192: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:26:13:b5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp11s0
    inet 10.1.8.30/24 brd 10.1.8.255 scope global dynamic noprefixroute ens192
       valid_lft 245sec preferred_lft 245sec
    inet6 fe80::95db:2216:1a36:615/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

1.4.（扩展）DHCP中继服务器

DHCP 中继介绍

前文，我们介绍了DHCP客户端和DHCP服务器在同一个广播域中时，DHCP的工作机制。

如果DHCP客户端与DHCP服务器不处于同一个广播域，那么DHCP客户端广播的DHCP Discover报文，会被网络中的三层设备丢弃，无法被DHCP服务器接收，此时，就需要DHCP中继代理（DHCP Relay Agent）。

DHCP中继可以实现在不同广播域（如子网、Vlan）之间处理和转发DHCP工作时的广播报文，使得DHCP客户端可以跨网段获取IP地址及相关参数。

DHCP 中继工作原理

有DHCP中继的场景中，DHCP中继在DHCP服务器和DHCP客户端之间转发DHCP报文，以保证DHCP服务器和DHCP客户端可以正常交互,下图示意了中继情形下，DHCP客户端与DHCP服务器的报文交互过程。

在这里插入图片描述

在有中继的情形下，DHCP客户端申请IP地址仍然分为四个阶段：发现、提供、请求和确认（否认）。只是客户端发送的报文会被同广播域内的DHCP中继收到，然后由DHCP中继将DHCP报文以单播的形式转发给服务器。同样，服务器响应的DHCP报文以单播形式发给DHCP中继，然后再由中继转发给客户端。

DHCP 中继实践

实验主机

主机名	IP 地址	虚拟网络
dhcp-server.bao.cloud	10.1.8.10/24	vmnet8
dhcp-relay.bao.cloud	10.1.8.20/24	vmnet8
dhcp-relay.bao.cloud	10.1.1.20/24	vmnet1
dhcp-client.bao.cloud	自动获取	vmnet1

vmnet1和vmnet8关闭dhcp功能。

实验拓扑

在这里插入图片描述

配置 dhcp-server

配置 dhcp

# 安装软件包
[root@dhcp-server ~]# yum install -y dhcp

# 配置防火墙，放行dhcp服务
[root@dhcp-server ~]# firewall-cmd --add-service=dhcp
[root@dhcp-server ~]# firewall-cmd --add-service=dhcp --permanent

[root@dhcp-server ~]# /bin/cp /usr/share/doc/dhcp-*/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
[root@dhcp-server ~]# vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

subnet 10.1.8.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 10.1.8.101 10.1.8.200;
  option routers 10.1.8.20;
  option broadcast-address 10.1.8.255;
  option domain-name-servers 223.5.5.5;
  option domain-search "laoma.cloud";
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}

# 新增一个地址池
subnet 10.1.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 10.1.1.101 10.1.1.200;
  option routers 10.1.1.20;
  option broadcast-address 10.1.1.255;
  option domain-name-servers 223.5.5.5;
  option domain-search "laoma.cloud";
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}

# 启用并启动服务
[root@dhcp-server ~]# systemctl enable dhcpd --now

# 查看服务状态
[root@dhcp-server ~]# systemctl status dhcpd

配置路由

DHCP server必须配置一个到达 DHCP relay 接收 DHCP 广播网卡的路由。

如果不配置该路由，dhcp server 无法将数据包返回给 10.1.1.20 服务器，最终导致无法提供dhcp给 dhcp-client。

# 当前实验环境: DHCP relay的第二个网卡，地址是：10.1.1.20/24 。
# dhcp-server 去往 10.1.1.20/32 路由下一跳是 10.1.8.20
[root@dhcp-server ~]# nmcli connection modify ens160 ipv4.routes '10.1.1.20/32 10.1.8.20'
[root@dhcp-server ~]# nmcli connection up ens160

配置 dhcp-relay

配置 dhcp relay

[root@dhcp-relay ~]# yum install -y dhcp
[root@dhcp-relay ~]# cp /usr/lib/systemd/system/dhcrelay.service /etc/systemd/system/dhcrelay.service
[root@dhcp-relay ~]# vim /etc/systemd/system/dhcrelay.service

[Unit]
Description=DHCP Relay Agent Daemon
Documentation=man:dhcrelay(8)
Wants=network-online.target
After=network-online.target

[Service]
Type=notify
# 在 ExecStart 参数末尾添加 DHCP 服务器 IP 地址
ExecStart=/usr/sbin/dhcrelay -d --no-pid 10.1.8.10
StandardError=null

[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@dhcp-relay ~]# systemctl enable dhcrelay.service --now

配置路由转发

# 开启路由转发
[root@dhcp-relay ~]# echo "net.ipv4.ip_forward=1" >> /etc/sysctl.conf
[root@dhcp-relay ~]# sysctl -p /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1

客户端测试

[root@client ~]# nmcli connection add type ethernet ifname ens160 con-name dynamic
[root@client ~]# nmcli connection up dynamic

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