DHCP中继在虚拟机linux系统中的研究与实现

摘 要：DHCP是一种用于简化计算机IP地址配置管理的协议，企业使用DHCP可以解决手工分配地址的失误和IP地址管理不善而造成的问题。本文从初学者的角度出发，在虚拟机linux环境中，研究了大型网络如何跨越子网分配IP地址的技术。

关键词：DHCP；虚拟机；中继；linux

1 DHCP的简介

在当今的互联网中，DHCP（动态主机配置协议）是一种比较常见的服务。DHCP可以使客户机通过网络广播向服务器发送请求，DHCP客户机可以自动获取网络地址（包括ip地址、子网掩码、默认网关、DNS地址）。DHCP被设计成客户端/服务器模式，下面介绍DHCP服务实现的过程：

1.1 DHCP客户端请求提供IP地址

DHCP客户端设置为自动获取IP地址，客户端第一次登录网络的时候，它会向网络广播，发出一个DHCP请求的数据包。

1.2 DHCP服务器提供IP租约

DHCP服务器接收到客户端发出的广播后，它会从自己的可用IP地址范围内，选择一个可用的IP地址，按照硬件地址的响应给客户端一个回应。

1.3 DHCP客户端选择IP租约

互联网中多台DHCP服务器都发出响应，DHCP客户端只会挑选最先抵达的那个，并且会向网络发送一个广播封包，通告它接收哪台服务器提供的IP地址。

1.4 DHCP服务器确认IP租约

该DHCP服务器接收到客户端的选择信息后，随后向客户端发出一个确认信息，确认该IP租约的开始生效，DHCP工作过程正式完成。

2 中继的简介

大型企业通常存在多个IP子网，而且不同子网的主机都需要DHCP服务器来提供IP地址的自动分配，如果为每个子网都分配一个DHCP服务器，那就增加了网络的成本，而且也不方便网络管理员管理。从节约成本的角度出发，管理员可以只在一个子网中安装DHCP服务器，并让该服务器来为多个子网分配IP地址。

网络中的广播包通常是无法穿越路由器的，所以默认环境下一个子网内的客户机是无法向处于其他子网的DHCP服务器发送请求的，网络管理员可以在连接多个子网的路由器上开启DHCP中继的功能，该功能能够转发DHCP消息，处于不同子网的计算机就可以通过该DHCP服务器获取有效的IP地址。

3 DHCP中继配置环境

用虚拟机模拟企业DHCP服务器来解决IP地址动态分配的问题，要求能够自动分配IP地址以及其它网络属性信息，同时要求DHCP服务器为该企业位于不同网段的客户机分配固定IP 地址。

虚拟机中需配置以下系统：

⑴基于VMware虚拟机的linux系统，充当DHCP服务器

⑵基于VMware虚拟机的windows系统，充当DHCP客户机

⑶基于VMware虚拟机的linux中继服务器，同时担任路由器。

linux中继服务器配置两块网卡，启用“路由和远程访问服务”功能就可以充当路由器，并实现不同网段的路由转发功能。在DHCP中继实验的研究中，为了模拟不同的两个网段，首先要对虚拟机的网卡做自定义设置。把处于同一子网的网卡定义为相同的网络模式，连接方式以下：DHCP服务器的网卡，中继服务器第一块网卡使用自定义网络联网（处于3网段）。同样，中继服务器第二块网卡、客户机使用自定义网络联网（处于4网段）。

4 DHCP服务器的配置

对DHCP服务器的配置文件/etc/dhcpd.conf做如下修改：

#先配置全局参数

配置服务器动态更新的类型 ddns-update-style interim；

…

配置服务器支持的默认租约 default-lease-time 86400；

配置服务器支持的最大租约 max-lease-time 172800；

配置服务器分配的DNS地址option domain-name-servers 10.10.10.21；

配置服务器分配的广播地址 option broadcast-address 192.168.10.255；

#下面配置超级作用域

shared-nework mynet{

配置第一个子作用域 subnet 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 {

配置网关地址 option routers 192.168.10.254；

配置地址范围 range dynamic-bootp 192.168.10.1 192.168.10.200； }

配置第二个子作用域 subnet 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 {

配置网关地址 option routers 192.168.20.254；

配置地址范围 range dynamic-bootp 192.168.20.1 192.168.20.200；}

5 中继服务器的配置及客户机获得地址

⑴中继服务器系统有两块网卡，分别作为两个网段的网关，设置IP地址，并指出对应的网络信息

步骤1：ifconfig eth0 192.168.10.254 netmask 255.255.255.0

route add net 192.168.10.0 netmask 255.255.255.0 dev eth0

步骤2：ifconfig eth1 192.168.20.254 netmask 255.255.255.0

route add net 192.168.20.0 netmask 255.255.255.0 dev eth1

⑵开启服务器的路由转发功能

步骤1：更改/proc/sys/net/ipv4/ip_forward的配置文件内容

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

步骤2：更改/etc/sysctl.conf的配置文件内容

设置net.ipv4.ip_forward=1

⑶开启服务器的中继功能

更改服务器配置文件/etc/sysconfig/dhcrealy.conf

INTERFACES="eth1"指出服务器的网段

DHCPSERVERS-"192.168.10.100" 指出服务器的地址

#dhcrelay -i eth1 192.168.10.100 开启服务器的中继

⑷重新启动DHCP服务器，把windows客户机网卡，选为自动获取IP地址和DNS地址，windows客户机即可实现中继跨子网获取IP地址。

[参考文献]

[1]张栋.Red Hat Enterprise Linux服务器配置与管理.北京：人民邮电出版社，2009.

[2]张文库，朱志辉.企业网搭建及应用（第2版）.北京：电子工业出版社，2011.

[3]王晓超.Linux服务器搭建完全技术宝典.北京：中国铁道出版社，2010.