[CentOS 7] 上網的第一個步驟，租個 IP 位址來用吧 - DHCP 伺服器

by 海公公 9月 01, 2016 0 意見 CentOS     Linux    

不知道有沒有人想過，為什麼我們開機後什麼事都不用做就能上網？

當然，這背後沒有什麼魔法，不外乎是我們透過 IP 分享器或無線基地台連線的時候，網路設定值已經由它們自動被設定好了，可是這個的機制到底怎麼運作的呢？

或許有些朋友沒注意過 Windows 10 的網路設定值，TCP/IP IPv4 最重要的四個設定值，就長醬子。

1. IP 位址 (IP Address)
2. 子網路遮罩 (Submask or Netmask)
3. 預設通訊閘 (Default gateway)
4. DNS 伺服器 (DNS Server)

偶爾，我們因為特殊的需求必須更換，那就自己手動去改一下。

可是家裡 3、5 台電腦自己手動設定也就算了，若是數量高達 2、3 百台，甚至更多呢？又如果這些電腦可能還不在同一個建築物裡呢？

或是為了安全起見，我們不開放手動設定的權限，偏偏設定值就是非得調整之後，網路連線才會正常，這下子又該怎麼辦？

就算我們開放手動設定，但是每個電腦的設定值要怎樣才對？設定錯了怎麼辦？相衝突了又怎麼辦？

所以，我們需要 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機組態協定) 這個協定，就是用來幫我們自動派送這些設定值到用戶端的電腦上面。

我們可以把內部網路視成一間旅館，每個 IP 位址就是裡面的客房，櫃台會記錄可以出租的房間數量有多少，目前入住的狀況如何？

而每一台電腦或手機就是旅客，要入住的時候，必須簽訂住房租約，談妥可入住的時間多久，多少時間之內是它專用？最多能租到什麼時候？租約時間快到了，得要提前重新續約，而且擁有優先續住同一間房間的權利。

事前準備

我們是以 CentOS 7.0 x86_64 Minimal 版為基礎，安裝步驟請參閱 CentOS 7.0 不完全安裝手冊 系列文章。

• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - 簡介
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - 事前準備
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 1 系統安裝選單
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 2 選擇初始語言
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 3 設定「網路與主機名稱」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 4 設定「日期時間」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 5 設定「鍵盤配置」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 6 設定「語言支援」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 7 設定「安裝來源」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 8 設定「軟體選擇」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 9 設定「安裝目的地」
• CentOS 7.0 不完全安裝手冊 - Step 10 開始複製檔案

安裝套件

我們直接從 CentOS 官方套件庫安裝。
sudo yum -y install dhcpd

這次安裝的是 4.2.5 版。

編輯設定值

打開主設定檔。
sudo vi /etc/dhcp/dhcpd.conf

咦？！怎麼都沒有設定值，只留下註解來告訴我們兩件事。

1. 參考 /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example 主設定檔的範例。
2. 查詢 dhcpd.conf 第五章的 manual page。

先來看一下範例檔的內容，剛剛「*」代表版號。
sudo vi /usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example

這邊提供了 6 種案例的設定範例，我們可以參考它來規劃現有需求的設定值。

如果需要更詳細的參數說明，ISC DHCP 官網告訴我們，別在那兒瞎忙了，咱們就直接找男人吧 ...... (羞)
man 5 dhcpd.conf

我們預計在 IP 為 192.168.0.1 的伺服器上提供 DHCP Server 服務。

1. 這是一個 Class C 的網段。
2. 分配的 IP 範圍是 192.168.0.101 到 192.168.0.200，共 100 個 IP。
3. 通訊埠在 192.168.0.254。
4. DNS Server 有兩台，第一台是內部 DNS - 192.168.0.11，第二、三台是外部 DNS - 8.8.8.8 和 168.95.192.1。
5. 預設租約時間為 8 小時，最大租約時間為 24 小時。
6. 網管人員自己的電腦也要用 DHCP 自動指定，可是不希望 IP 一直變來變去，固定在 192.168.0.99。

以這樣子的環境需求，主設定檔的內容會是：
sudo vi /etc/dhcp/dhcpd.conf

# 預設租約時間 8 小時，以秒為單位
default-lease-time 28800;
#最大租約時間 24 小時，以秒為單位
max-lease-time 86400;
# 宣告這台主機為此網段的主 DHCP 伺服器
authoritative;

# 宣告 192.168.0.0 的 Class C 網段
subnet 192.168.0.0 netmask 255.255.255.0 {
    # 可分配的 IP 範圍
    range 192.168.0.101 192.168.0.200;
    # 子網路遮罩
    option subnet-mask 255.255.255.0;
    # 通訊閘
    option routers 192.168.0.254;
    # DNS 伺服器
    option domain-name-servers 192.168.0.11, 8.8.8.8, 168.95.192.1;
}

# 宣告網管人員電腦，webmaster 是自訂的註解
host webmaster {
    # 電腦的 MAC Address
    hardware ethernet 00:A0:78:8E:9E:AA;
    # 指派的 IP 位址
    fixed-address 192.168.0.51;
}

# 每一台需要固定 IP 的電腦，要單獨宣告自己的設定值
host boss {
    # 電腦的 MAC Address
    hardware ethernet 00:B0:57:99:AC:FE;
    # 指派的 IP 位址
    fixed-address 192.168.0.61;
}

其他相關設定

防火牆

預設通訊埠是走 UDP 67 跟 68，打開防火牆的通訊埠。
sudo firewall-cmd --permanent --add-service=dhcp
sudo firewall-cmd --reload

修改成固定 IP

先確認一下網路卡的編號。
sudo nmcli device status

編輯網路卡的設定檔，別忘了依實際環境修改網路卡的編號。
sudo vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s3

取消自動取得 IP。
# BOOTPROTO=dhcp

加入手動指定 IP。
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.0.1
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.0.254
DNS1=192.168.0.11

嫌麻煩的話，也可以用類圖形的文字介面來修改這些設定值。
nmtui

重新啟動網路卡，讓固定 IP 生效。
sudo ifdown enp0s3 && sudo ifup enp0s3

啟動服務

啟動 DHCP Server。
sudo systemctl restart dhcpd

開機後自動啟動。
sudo systemctl enable dhcpd

用戶端連線

DHCP Server 怎麼用？
當然是什麼事都不用做，不然要把它架起來幹嘛？

先讓網管人員的 CentOS 6 當作 DHCP Client 來壓壓驚，確認一下 IP 會從 DHCP Server 取得。
cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 | grep BOOTPROTO

重新啟動網路卡來取得 IP。
sudo ifdown eth0 && sudo ifup eth0

各位觀眾，it's show time ......
ifconfig eth0; route -n; cat /etc/resolv.conf

IP 位址、子網路遮罩、通訊閘、DNS 伺服器，這些數值乖乖的照我們所安排正確取得了。

被租用的 IP 位址會記錄在 /var/lib/dhcpd/dhcpd.leases 檔案裡，它只會顯示有租約的動態分配 IP，用 MAC Address 直接指派的 IP 位址不會列出來。

這邊我們可以看到 192.168.0.101 這個 IP，租約開始跟結束的時間，租用者的 MAC Address 及主機名稱 ... 等等的資料。

注意事項

DHCP Server 服務要能正常啟動，要注意：

1. Server 本機必須設定成固定 IP。
2. DHCP 分配的 IP 範圍必須與 Server 本機在同一個網段。

否則就會得到像是這樣子的錯誤訊息。

參考資料

• Internet Systems Consortium - DHCP
• 鳥哥的 Linux 私房菜 - 第十二章、網路參數控管者： DHCP 伺服器
• Red Hat Enterprise Linux 5 Deployment Guide - 20.2. Configuring a DHCP Server
• IANA - Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) and Bootstrap Protocol (BOOTP) Parameters

圖片來源

• http://www.digitalfusionmag.com/2010/03/it-is-2010-why-can-you-still-not-use-a-computer/
• Alan Light via Visualhunt / CC BY
• http://www.hotelrea.gr/

更新紀錄

• 2016/09/01 撰文。