Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

DHCP server trên Ubuntu Server

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ DHCP 3

1.1 DHCP là gì? 3

1.2 Ý nghĩa của việc sử dụng DHCP 3

1.3 Một số thuật ngữ được dùng trong DHCP 4

1.4 Cơ chế xin và cấp phát IP Address cho DHCP Client của DHCP Server 4

1.5 Cơ chế tự động refrest lại thời gian đăng ký (lease time) 6

1.6 Ưu điểm của DHCP 6

CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI DHCP SERVER TRÊN UBUNTU SERVER 8

2.1 Chuẩn bị trước khi tiến hành triển khai 8

2.2 Triển khai cấu hình 8

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, công nghệ thông tin trở nên phổ biến và đảm bảo tính hiệu quả cho hoạt động sản xuất, kinh doanh của các doanh nghiệp Đi liền với đó là sự đòi hỏi về khả năng đáp ứng về công nghệ thông tin nói chung và sự thông suốt của hạ tầng mạng nói riêng

Sự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô và công nghệ nhiều mạng LAN, WAN,… Chính điều đó đã làm cho vấn đề sử dụng vi tính càng tăng và với quy mô lớn Do đó, vấn dề quản lý và cấu hình trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Việc thiết kế mạng và cấp phát địa chỉ IP tự động sao cho nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và công sức, tài nguyên của tổ chức là vấn đề đáng quan tâm Internet phát triển càng mạnh, lượng người truy cập càng tăng, nhu cầu sử dụng

vi tính càng nhiều thì người quản trị mạng càng phải tốn nhiều công sức để bảo trì, quản lý, mở rộng khó khăn hơn

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) là giao thức cấu hình địa chỉ IP động, là dịch vụ trên nền giao thức TCP/IP nhằm đơn giản hóa vai trò quản trị của việc

cấu hình địa chỉ IP của mạng Client

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ DHCP 1.1 DHCP là gì?

DHCP là viết tắt của “Dynamic Host Configuration Protocol” là giao thức cấu hình địa chỉ IP động, là phần mở rộng của BootProtocol, DHCP có nhiệm vụ là cấp phát địa chỉ IP động cho các Client

Máy tính được cấu hình một cách tự động vì thế việc sử dụng DHCP sẽ giảm việc can thiệp vào hệ thống mạng Nó cung cấp một database trung tâm để theo dõi tất

cả các máy tính trong hệ thống mạng Mục đích quan trọng nhất là tránh trường hợp hai máy tính khác nhau lại có cùng địa chỉ IP

DHCP bản chất là một dịch vụ cơ sở hạ tầng có trên bất kỳ một hệ thống mạng nào nhằm cung cấp địa chỉ IP và thông tin DNS server tới các “PC client” hay một số thiết bị khác

1.2 Ý nghĩa của việc sử dụng DHCP

DHCP được sử dụng để giúp bạn không phải ấn định địa chỉ IP tĩnh cho tất cả các thiết bị có trong hệ thống mạng của mình và giúp bạn quản lý mọi vấn đề mà địa chỉ IP tĩnh có thể tạo ra

Thông thường trong một mô hình mạng, người quản trị có thể cấu hình IP cho các máy client theo hai cách là thủ công (static) và cấp phát động (dynamic) Với các

hệ thống mạng nhỏ static có thể đáp ứng được nhu cấu ấy, nhưng với các mạng lớn thì việc cấp phát IP một cách tự động là thiết yếu hơn cả và DHCP ra đời đáp ứng nhu cầu

ấy

DHCP cho phép các nhà quản trị mạng có thể từ một trung tâm quản lý và tự động mã hóa quá trình gán IP các thông số cho một mạng máy tính trong một khoảng thời gian nhất định

Tất cả việc trao đổi thông tin giữa một DHCP server và DHCP client sẽ sử dụng User Datagram Protocol (UDP) port là 67 và 68

Ngoài việc cung cấp địa chỉ IP, DHCP còn cung cấp thông tin cấu hình khác, cụ thể như DNS Hiện nay DHCP có 2 version: cho IPv4 và IPv6

1.3 Một số thuật ngữ được dùng trong DHCP

 DHCP client – Máy trạm DHCP: là một thiết bị nối vào mạng và sử dụng giao thức DHCP để lấy các thông tin cấu hình như là địa chỉ mạng, địa chỉ máy chủ DNS

 DHCP server – Máy chủ DHCP: là một thiết bị nối vào mạng có chức năng trả

về các thông tin cần thiết cho máy trạm DHCP khi có yêu cầu

 BOOTP relay agents – Thiết bị chuyển tiếp BOOTP: là một máy trạm hoặc một router có khả năng chuyển các thông điệp DHCP giữa DHCP server và DHCP client

 Binding – Nối kết: là một tập hợp các thông tin cấu hình trong đó có ít nhất một địa chỉ IP, được sử dụng bởi một DHCP client Các nối kết được quản lý bởi máy chủ DHCP

1.4 Cơ chế xin và cấp phát IP Address cho DHCP Client của DHCP Server

Giao thức DHCP làm việc theo mô hình client/server, do đó quy trình cấp phát

IP cho client được thực hiện qua bốn bước sau:

 IP lease request

 IP lease offer

 IP lease selection

 IP lease acknowledgement

1.4.1 IP Lease Request

Đầu tiên từ DHCP client sẽ broadcast một message tên là DHCP discover Vì lúc này client chưa có địa chỉ IP nên nó sẽ có source là 0.0.0.0 và cũng không biết được đích đến là server nào nên nó sẽ gửi 1 tin broadcast lên toàn mạng Gói tin này bao gồm cả địa chỉ MAC để DHCP server có thể biết được client nào đã gửi yêu cầu đến

1.4.2 IP Lease Offer

Nếu có một DHCP server nhận được gói tin DHCPDISCOVER của client thì

nó sẽ trả lời lại bằng một gói tin DHCPOFFER, gói tin này đi kèm theo những thông tin sau:

 MAC address của client

 IP address cấp cho (offer IP address)

 Một subnet mask

 Thời gian thuê

 Địa chỉ IP của DHCP cấp IP cho client này

Lúc này DHCP server sẽ được giữ lại một IP đã offer (cấp) cho client để nó không cấp cho DHCP client nào khác

DHCP client chờ một vài giây cho một offer, nếu nó không nhận một offer nó sẽ rebroadcast (broadcast gói DHCPDISCOVER) trong khoảng thời gian là 2,4,8 và 16 giây

Nếu DHCP client không nhận một offer sau bốn lần yêu cầu, nó sử dụng một địa chỉ IP trong khoảng [169.254.0.1 đến 169.254.255.254] với subnet mask là [255.255.0.0] Nó sẽ sử dụng trong một số trong khoảng IP đó và việc đó sẽ giúp các DHCP client trong một mạng không có DHCP server thấy nhau DHCP client tiếp tục

cố gắng tìm kiếm một DHCP server sau mỗi 5 phút

1.4.3 IP Lease Selection

DHCP client nhận được DHCP offer Nó sẽ phản hồi broadcast lại một gói tin DHCP request để chấp nhận cái offer đó DHCP request bao gồm các thông tin về DHCP cấp địa chỉ cho nó Ở đây DHCP client gửi DHCP request như một thông báo

đã tìm thấy và chấp nhận thuê một địa chỉ IP từ con DHCP server và thôi không cho các DHCP server khác gửi các DHCP offer trong trường hợp hệ thống mạng có nhiều hơn một DHCP server

1.4.4 IP Lease Acknowledgement

Khi DHCP server nhận được DHCP request sẽ trả lại DHCP client một DHCP ACK or NACK Để cho biết là đã chấp nhận cho DHCP client đó thuê địa chỉ IP Gói tin này sẽ bao gồm địa chỉ IP và các thông tin cấu hình khác (DNS server, WINS server, default getway…) Khi DHCP client nhận được DHCP ACK or NACK thì chính thức kết thúc quá trình xin, tìm kiếm địa chỉ IP của DHCP client

Lưu ý: Quy trình xin, cấp phát IP giữa DHCP Client và DHCP Server tín hiệu truyền đi là tín hiệu Broadcast

1.5 Cơ chế tự động refrest lại thời gian đăng ký (lease time)

Theo mặc định của DHCP server thì mỗi IP lease chỉ được có 8 ngày Nếu theo như mặc định (8 ngày) thì một DHCP client sau một khoảng thời gian là 50% (tức là 4 ngày) nó sẽ tự động xin lại IP address với DHCP mà nó đã xin ban đầu DHCP client lúc này sẽ gửi một DHCPREQUEST trực tiếp (unicast) đến DHCP server mà nó đã xin ban đầu

Nếu mà DHCP server đó “còn sống”, nó sẽ gửi lại gói tin DHCPACK để renew tới DHCP client, gói này bao gồm thông số cấu hình mới cập nhật nhất trên DHCP server

Nếu DHCP server “đã chết” thì DHCP client sẽ tiếp tục sử dụng cấu hình hiện thời của nó Và nếu sau 87,5% (7 ngày) của thời gian thuê hiện thời của nó, nó sẽ broadcast một DHCPDISCOVER để update địa chỉ IP của nó Vào lúc này, nó không tìm tới DHCP server ban đầu cho nó thuê nữa mà nó là sẽ chấp nhận bất cứ một DHCP server nào khác

Nếu thời gian lease đã hết, thì client sẽ ngay lập tức dừng lại việc sử dụng IP address lease đó Và DHCP client sau đó sẽ bắt đầu tiến trình thuê một địa chỉ như ban đầu

Lưu ý: Khi khởi động (restart) lại DHCP client thi nó sẽ tự động renew lại IP address mà trước khi nó shutdown

1.6 Ưu điểm của DHCP

1.6.1 Quản lý TCP/IP tập trung

Thay vì phải quản lý địa chỉ IP và các tham số TCP/IP khác vào một cuốn sổ nào đó (đây là việc mà quản trị mạng phải làm khi cấu hình TCP/IP bằng tay) thì DHCP server sẽ quản lý tập trung trên giao diện của nó Giúp các nhà quản trị vừa dễ quản lý, cấu hình, khắc phục khi có lỗi xảy ra trên các máy trạm

1.6.2 Giảm gánh nặng cho các nhà quản trị hệ thống

Trước đây các nhà quản trị mạng thường phải đánh cấu hình IP bằng tay (gọi là

IP tĩnh) nhưng nay nhờ có DHCP server nó sẽ cấp IP một cách tự động cho các máy trạm Nhất là trong môi trường mạng lớn thì sự cần thiết và hữu ích của dịch vụ mạng này mới thấy rõ ràng nhất

Với kiểu cấu hình bằng tay thì người dùng có thể thay đổi IP Người thì táy máy thích vọc chơi, có người thay đổi lung tung DNS server sau đó quên không nhớ IP của DNS server là gì để đặt lại cho đúng lại với quản trị mạng, có người đặt IP làm trùng với IP của người khác, người khác đặt IP trùng với Defaul Gateway làm cho quản trị mạng khốn khổ Nhưng kiểu này không có ở IP động Người nào thích thay đổi cũng chịu Chỉ có người quản trị DHCP server họ mới có quyền thay đổi

1.6.3 Giúp hệ thống mạng luôn được duy trì ổn định

Địa chỉ IP cấp phát động cho các máy trạm lấy từ dải IP cấu hình sẵn trên DHCP server Các tham số (DG, DNS server ) cũng cấp cho tất cả các máy trạm là chính xác Sự trùng lặp IP không bao giờ xảy ra Các máy trạm luôn luôn có một cấu hình TCP/IP chuẩn Làm cho hệ thống hoạt động liên tục, vừa giảm gánh nặng cho người quản trị vừa tăng hiệu quả làm việc cho user nói riêng và doanh nghiệp nói chung

1.6.4 Linh hoạt và khả năng mở rộng

Người quản trị có thể thay đổi cấu hình IP một cách dễ dàng khi cơ sở hạ tầng mạng thay đổi Do đó làm tăng sự linh hoạt cho người quản trị mạng Ngoài ra DHCP phù hợp từ mạng nhỏ đến mạng lớn Nó có thể phục vụ 10 máy khách cho đến hàng ngàn máy khách

CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI DHCP SERVER TRÊN UBUNTU SERVER

2.1 Chuẩn bị trước khi tiến hành triển khai

 Chương trình chạy máy ảo VMware 9.0.1

 DHCP server: Ubuntu server 13.04 trên máy ảo VMware

 DHCP client: trên máy ảo VMware: Windows XP, Ubuntu desktop 13.04, máy thật: Windows 8.1

2.2 Triển khai cấu hình

2.2.1 Trên Ubuntu Server

Bước 1: Cài đặt dịch vụ DHCP server

# apt-get install isc-dhcp-server

Bước 2: Đặt IP tĩnh cho cổng eth0

# nano /etc/network/interfaces

Bước 3: Chỉ định card mạng eth0 dùng cho isc-dhcp-server

# nano /etc/default/isc-dhcp-server

Bước 4.1: Cấu hình DHCP Server cấp IP theo dải mạng

# nano /etc/dhcp/dhcpd.conf

 Dòng 1-2: Mặc định Client được cấp và sử dụng IP trong vòng 600s tối đa là 7200s;

 Dòng 3: Ghi lại log trong quá trình hoạt động;

 Dòng 4: Subnet và netmask của mạng;

 Dòng 5: Dải IP sẽ cấp cho Client từ 172.16.1.10 đến 172.16.1.20;

 Dòng 6: Địa chỉ broadcast của mạng;

 Dòng 7: Tên của miền là mangmaytinhk54.com;

 Dòng 8: Full name của server là srv1.mangmaytinhk54.com;

 Dòng 9: Địa chỉ Routes hay Gateway của mạng;

Bước 4.2: Cấu hình DHCP cấp IP tĩnh theo địa chỉ MAC

 Dòng 1: Hostname của Client

 Dòng 2: Địa chỉ MAC của Client

 Dòng 3: Quy định DHCP Server cấp cho Client IP duy nhất là 172.16.1.111 Bước 5: Khởi động lại dịch vụ DHCP server:

# service isc-dhcp-server restart

2.2.2 Trên VMware

Đặt lại chế độ mạng cho các máy ảo để cùng một mạng

Ở đây đặt cả 3 máy mạng VMnet5

2.2.3 Trên Client Windows XP (VMware)

Bước 1: Cấu hình để nhận IP động từ DHCP server

Bước 2: Vào Start \ Run gõ cmd

Bước 3: Giải phóng địa chỉ IP cũ của Windows XP, dùng lệnh:

ipconfig /release

Bước 4: Xin cấp lại địa chỉ IP cho Windows XP, dùng lệnh:

ipconfig /renew

Kết quả Windows XP nhận IP từ DHCP server trên Ubuntu server theo cách cấu hình cấp IP theo dải mạng:

2.2.4 Trên Client Ubuntu Desktop (VMware)

Bước 1: Vào Terminal

Bước 2: Cấu hình để cho máy nhận IP động:

nano /etc/network/interfaces

Bước 3: Xin cấp lại địa chỉ IP cho Ubuntu Desktop

# ifdown eth0

# ifup eth0

Kết quả Ubuntu Desktop nhận IP từ DHCP Server trên Ubuntu server theo cách cấu hình IP tĩnh theo địa chỉ MAC:

2.2.5 Trên máy thật Windows 8.1

Bước 1: Vào Control Panel \ Network and Sharing Center \ Change adapter settings Bước 2: Disable các card mạng chỉ giữ lại card VMnet1

Bước 3: Cấu hình nhận địa chỉ IP động của card VMnet1

Bước 4: Vào VMware chuyển card mạng của Ubuntu server thành VMnet1

Bước 5: Tắt DHCP của mạng VMnet1

Bước 6: Từ Windows 8.1, xin cấp lại IP từ DHCP server

- HẾT -