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Linux应用:DHCP服务器的安装和故障排除

DHCP服务器的工作原理

本章要点

 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)服务器的工作原理。

 安装DHCP服务器。

 DHCP服务器的故障排除。

DHCP用于为计算机自动提供IP地址、子网掩码和路由信息。网络管理员通常会分配某个范围的IP地址来分发给局域网上的客户机,当设备接入这个局域网时,它们会向DHCP服务器请求一个IP地址。然后DHCP服务器为每个请求的设备分配一个地址,直到分配该范围内的所有IP地址为止。已经分配的IP地址必须定时地延长借用期,这个延期的过程称做“leasing”,确保当客户机设备在正常地释放IP地址之前突然从网络断开时被分配的地址可以归还给服务器。本章以RHEL 5.0为例介绍如何建立一个完整和安全的DHCP服务器。

8.1  DHCP服务器的工作原理

8.1.1  DHCP简介

DHCP的前身是BOOTP,它工作在OSI的应用层,是一种帮助计算机从指定的DHCP服务器获取配置信息的自举协议。DHCP使用客户端/服务器模式,请求配置信息的计算机叫做“DHCP客户端”,而提供信息的叫做“DHCP服务器”。DHCP为客户端分配地址的方法有3种,即手工配置、自动配置和动态配置。DHCP最重要的功能就是动态分配,除了IP地址,DHCP还为客户端提供其他的配置信息,如子网掩码,从而使得客户端无须用户动手即可自动配置并连接网络。

8.1.2  为什么使用DHCP

DHCP在快速发送客户网络配置方面很有用,当配置客户端系统时,若管理员选择DHCP,则不必输入IP地址、子网掩码、网关或DNS服务器,客户端从DHCP服务器中检索这些信息。DHCP在网络管理员想改变大量系统的IP地址时也有用,与其重新配置所有系统,不如编辑服务器中的一个用于新IP地址集合的DHCP配置文件。如果某机构的DNS服务器改变,这种改变只须在DHCP服务器中,而不必在DHCP客户端上进行。一旦客户端的网络被重新启动(或客户端重新引导系统),改变就会生效。除此之外,如果便携电脑或任何类型的可移动计算机被配置使用DHCP,只要每个办公室都有一个允许其联网的DHCP服务器,它就可以不必重新配置而在办公室间自由移动。

8.1.3  DHCP的工作流程

1.发现阶段

即DHCP客户端查找DHCP服务器的阶段。客户机以广播方式(因为DHCP服务器的IP地址对于客户端来说是未知的)发送DHCP discover信息来查找DHCP服务器,即向地址255.255.255.255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP的主机都会接收到这种广播信息,但只有DHCP服务器才会做出响应。

2.提供阶段

即DHCP服务器提供IP地址的阶段,在网络中接收到DHCP discover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客户端,向其发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCP offer信息。

3.选择阶段

即DHCP客户端选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户端发送DHCP offer信息,则DHCP客户端只接受第1个收到的DHCP offer信息。然后它就以广播方式回答一个DHCP request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客户端回答的DHCP request信息之后,它向DHCP客户端发送一个包含其所提供的IP地址和其他设置的DHCP ACK信息,告诉DHCP客户端可以使用该IP地址,然后DHCP客户端便将其TCP/IP与网卡绑定。另外,除DHCP客户端选中的服务器外,其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址。

5.重新登录

以后DHCP客户端每次重新登录网络时,不需要发送DHCP discover信息,而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request信息。当DHCP服务器收到这一信息后,它会尝试让DHCP客户端继续使用原来的IP地址,并回答一个DHCP ACK信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户端使用(比如此IP地址已分配给其他DHCP客户端使用),则DHCP服务器给DHCP客户端回答一个DHCP NACK信息。当原来的DHCP客户端收到此信息后,必须重新发送DHCP discover信息来请求新的IP地址。

6.更新租约

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

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