Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2
CHƢƠNG 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 đƣợc 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. Ƣu điểm của DHCP 6
CHƢƠNG 2: TRIỂN KHAI DHCP SERVER TRÊN UBUNTU SERVER 8
2.1. Chuẩn bị trƣớc khi tiến hành triển khai 8
2.2. Triển khai cấu hình 8



2
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
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 trƣởng 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, lƣợng ngƣời truy cập càng tăng, nhu cầu sử dụng
vi tính càng nhiều thì ngƣời 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.

3
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
CHƢƠNG 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 đƣợc 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 trƣờng 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 đƣợc 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 thƣờng trong một mô hình mạng, ngƣời 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 đƣợc nhu cấu ấy, nhƣng 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 nhƣ DNS. Hiện nay DHCP có 2 version: cho IPv4 và IPv6.

4
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
1.3. Một số thuật ngữ đƣợc 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 nhƣ 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, đƣợc sử dụng bởi một DHCP client. Các nối kết đƣợc 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 đƣợc thực hiện qua bốn bƣớc 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 chƣa có địa chỉ IP nên nó sẽ có source là 0.0.0.0 và cũng không biết
đƣợc 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 đƣợc client nào đã gửi yêu cầu
đến.
1.4.2. IP Lease Offer
Nếu có một DHCP server nhận đƣợc 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:

5
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
 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 đƣợc 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 đƣợc 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 nhƣ 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 trƣờng hợp hệ thống mạng có nhiều
hơn một DHCP server.
1.4.4. IP Lease Acknowledgement
Khi DHCP server nhận đƣợc 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 đƣợc DHCP ACK or NACK thì
chính thức kết thúc quá trình xin, tìm kiếm địa chỉ IP của DHCP client.

6
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
Lƣu 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 đƣợc có 8 ngày. Nếu theo
nhƣ 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 nhƣ ban
đầu.
Lƣu ý: Khi khởi động (restart) lại DHCP client thi nó sẽ tự động renew lại IP
address mà trƣớc khi nó shutdown.
1.6. Ƣu 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

7
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
Trƣớc đây các nhà quản trị mạng thƣờng phải đánh cấu hình IP bằng tay (gọi là
IP tĩnh) nhƣng nay nhờ có DHCP server nó sẽ cấp IP một cách tự động cho các máy
trạm. Nhất là trong môi trƣờng 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 ngƣời dùng có thể thay đổi IP. Ngƣời thì táy máy
thích vọc chơi, có ngƣời 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 ngƣời đặt IP làm trùng
với IP của ngƣời khác, ngƣời khác đặt IP trùng với Defaul Gateway làm cho quản trị
mạng khốn khổ. Nhƣng kiểu này không có ở IP động. Ngƣời nào thích thay đổi cũng
chịu. Chỉ có ngƣời quản trị DHCP server họ mới có quyền thay đổi.
1.6.3. Giúp hệ thống mạng luôn đƣợc 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
ngƣời 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
Ngƣời 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 ngƣời 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.


8
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
CHƢƠNG 2: TRIỂN KHAI DHCP SERVER TRÊN UBUNTU SERVER

2.1. Chuẩn bị trƣớc khi tiến hành triển khai
 Chƣơng 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
Bƣớc 1: Cài đặt dịch vụ DHCP server
# apt-get install isc-dhcp-server

Bƣớc 2: Đặt IP tĩnh cho cổng eth0
# nano /etc/network/interfaces


Bƣớc 3: Chỉ định card mạng eth0 dùng cho isc-dhcp-server
# nano /etc/default/isc-dhcp-server

9
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

Bƣớc 4.1: Cấu hình DHCP Server cấp IP theo dải mạng
# nano /etc/dhcp/dhcpd.conf


 Dòng 1-2: Mặc định Client đƣợc 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;
Bƣớc 4.2: Cấu hình DHCP cấp IP tĩnh theo địa chỉ MAC



10
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
 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
Bƣớc 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.



11
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
2.2.3. Trên Client Windows XP (VMware)
Bƣớc 1: Cấu hình để nhận IP động từ DHCP server

Bƣớc 2: Vào Start \ Run gõ cmd

Bƣớc 3: Giải phóng địa chỉ IP cũ của Windows XP, dùng lệnh:
ipconfig /release

12
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

Bƣớc 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:

13
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server


2.2.4. Trên Client Ubuntu Desktop (VMware)
Bƣớc 1: Vào Terminal

Bƣớc 2: Cấu hình để cho máy nhận IP động:
nano /etc/network/interfaces

14
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

Bƣớc 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:

15
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

2.2.5. Trên máy thật Windows 8.1
Bƣớc 1: Vào Control Panel \ Network and Sharing Center \ Change adapter settings
Bƣớc 2: Disable các card mạng chỉ giữ lại card VMnet1

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

16
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server

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

17
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server
Bƣớc 5: Tắt DHCP của mạng VMnet1


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

18
Nghiên cứu triển khai DHCP Server trên Ubuntu Server







HẾT