【集群IP管理分配技术_DHCP】二、DHCP核心功能与技术实现

一、智能 IP 地址分配功能与技术实现

1.1 功能概述

智能 IP 地址分配是 DHCP 中间件的核心功能之一，它打破了传统 DHCP 固定的分配模式，能够根据网络的实时状态、客户端类型、接入位置等多种因素，动态且合理地分配 IP 地址。例如，在企业网络中，可根据员工所在部门、设备类型（办公电脑、移动终端等）分配不同的 IP 地址段；在数据中心，针对虚拟机的创建和销毁动态调整 IP 地址分配，提高 IP 地址的利用率和网络资源的灵活性。

1.2 技术实现

在 CentOS 7 系统中，借助数据库与 DHCP 中间件的结合，实现智能 IP 地址分配。以 MySQL 数据库为例，首先安装 MySQL 数据库：

sudo yum install mysql-server
sudo systemctl start mysqld
sudo systemctl enable mysqld

安装完成后，进行数据库初始化配置，设置 root 用户密码：

sudo mysql_secure_installation

CREATE DATABASE dhcp_middleware;
USE dhcp_middleware;
CREATE TABLE ip_allocation (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,mac_address VARCHAR(20),ip_address VARCHAR(15),lease_time INT,department VARCHAR(50),device_type VARCHAR(20)
);

上述 SQL 语句创建了名为dhcp_middleware的数据库，以及ip_allocation表，用于存储客户端 MAC 地址、分配的 IP 地址、租约时间、所属部门和设备类型等信息。

对于 DHCP 中间件，以isc-dhcp-relay为例进行配置。修改/etc/sysconfig/dhcrelay文件，添加与数据库交互的脚本调用：

# 指定DHCP服务器的IP地址
DHCPDARGS="eth0 192.168.1.10"
# 启用DHCP中继代理
RELAYOPTIONS="-u -m --exec /path/to/ip_allocation_script.sh"

其中--exec /path/to/ip_allocation_script.sh表示在处理 DHCP 请求时，执行指定的脚本ip_allocation_script.sh。在该脚本中，通过查询数据库，根据客户端 MAC 地址等信息，确定分配的 IP 地址：

#!/bin/bash
mac_address=$1
# 从数据库查询对应的IP地址分配策略
ip=$(mysql -u root -pPASSWORD -D dhcp_middleware -s -N -e "SELECT ip_address FROM ip_allocation WHERE mac_address = '$mac_address'")
if [ -z "$ip" ]; then# 如果没有匹配记录，按照默认规则分配IP地址ip=$(generate_default_ip.sh)
fi
echo $ip

同时，编写generate_default_ip.sh脚本，实现默认的 IP 地址分配逻辑，例如从 DHCP 服务器的 IP 地址池中选取可用 IP 地址：

#!/bin/bash
# 这里通过与DHCP服务器交互获取可用IP地址
# 示例：使用命令获取DHCP服务器IP地址池信息并选取可用IP
available_ips=$(sudo dhcpd -t -cf /etc/dhcp/dhcpd.conf | grep "available" | awk '{print $NF}')
ip=${available_ips[0]}
echo $ip

述配置和脚本编写，实现了基于数据库策略的智能 IP 地址分配。

1.3 效果展示

在网络环境中，当新的客户端接入时，通过抓包工具（如 Wireshark）可以观察到 DHCP 中间件根据配置的策略，向客户端分配合适的 IP 地址。同时，在 MySQL 数据库的ip_allocation表中，会记录下客户端的 MAC 地址、分配的 IP 地址等信息，方便后续管理和查询。

二、集中式管理功能与技术实现

2.1 功能概述

集中式管理功能允许管理员在一个统一的平台上，对多个 DHCP 服务器和大量客户端进行管理。通过集中式管理界面，管理员可以轻松配置 IP 地址池、租约策略、选项参数等，查看网络中 IP 地址的使用情况，实现对整个网络的全局把控，极大地提高了管理效率，降低了管理成本和出错概率。

2.2 技术实现

在 CentOS 7 系统中，搭建基于 Web 的集中式管理平台。首先安装 Apache Web 服务器和 PHP 环境：

sudo yum install httpd php php-mysql
sudo systemctl start httpd
sudo systemctl enable httpd

然后，编写 PHP 页面用于展示和管理 DHCP 相关配置。在/var/www/html目录下创建管理页面文件，例如dhcp_management.php：

<?php
// 连接MySQL数据库
$conn = new mysqli('localhost', 'root', 'PASSWORD', 'dhcp_middleware');
if ($conn->connect_error) {die("连接失败: ". $conn->connect_error);
}// 获取IP地址池配置信息
$sql = "SELECT * FROM ip_allocation";
$result = $conn->query($sql);if ($result->num_rows > 0) {while($row = $result->fetch_assoc()) {echo "MAC地址: ". $row["mac_address"]. "，IP地址: ". $row["ip_address"]. "<br>";}
} else {echo "暂无数据";
}
$conn->close();
?>

上述 PHP 代码实现了从数据库中读取 IP 地址分配信息，并在页面上进行展示。同时，编写用于修改配置的表单和处理脚本，例如创建edit_ip_allocation.php文件：

<?php
if ($_SERVER["REQUEST_METHOD"] == "POST") {$mac_address = $_POST["mac_address"];$ip_address = $_POST["ip_address"];$lease_time = $_POST["lease_time"];$department = $_POST["department"];$device_type = $_POST["device_type"];// 连接MySQL数据库$conn = new mysqli('localhost', 'root', 'PASSWORD', 'dhcp_middleware');if ($conn->connect_error) {die("连接失败: ". $conn->connect_error);}// 更新IP地址分配信息$sql = "UPDATE ip_allocation SET ip_address = '$ip_address', lease_time = '$lease_time', department = '$department', device_type = '$device_type' WHERE mac_address = '$mac_address'";if ($conn->query($sql) === TRUE) {echo "配置更新成功";} else {echo "Error: ". $sql. "<br>". $conn->error;}$conn->close();
}
?>
<form method="post" action="<?php echo htmlspecialchars($_SERVER["PHP_SELF"]);?>">MAC地址: <input type="text" name="mac_address"><br>IP地址: <input type="text" name="ip_address"><br>租约时间: <input type="text" name="lease_time"><br>所属部门: <input type="text" name="department"><br>设备类型: <input type="text" name="device_type"><br><input type="submit" value="提交">
</form>

通过上述配置和代码编写，搭建起一个简单的集中式管理平台，管理员可以通过浏览器访问该平台，对 DHCP 中间件的配置进行管理。

2.3 效果展示

管理员在浏览器中输入 CentOS 7 服务器的 IP 地址和管理页面路径（如http://192.168.1.100/dhcp_management.php），即可进入集中式管理页面。在页面上可以清晰看到 IP 地址的分配情况，并能通过表单修改配置信息，修改后的配置会同步到数据库和 DHCP 中间件中，实现对网络配置的集中管理。

三、安全防护功能与技术实现

3.1 功能概述

安全防护是 DHCP 中间件的重要功能，它能够有效抵御恶意的 DHCP 服务器攻击，防止未经授权的设备接入网络，保护网络的安全和稳定。例如，通过验证 DHCP 服务器的合法性，过滤非法的 DHCP 请求和响应；对客户端的身份进行认证，只有通过认证的设备才能获取 IP 地址。

3.2 技术实现

在 CentOS 7 系统中，实现 DHCP 服务器合法性验证。修改/etc/sysconfig/dhcrelay文件，添加对 DHCP 服务器 IP 地址的白名单设置：

# 指定DHCP服务器的IP地址
DHCPDARGS="eth0 192.168.1.10"
# 启用DHCP中继代理
RELAYOPTIONS="-u -m --whitelist 192.168.1.10"

上述配置中，--whitelist 192.168.1.10表示只有 IP 地址为192.168.1.10的 DHCP 服务器的响应才会被中继代理接受，其他来源的响应将被过滤。

对于客户端身份认证，可结合 MAC 地址过滤实现。在/etc/dhcp/dhcpd.conf文件中添加 MAC 地址过滤规则：

# 定义允许获取IP地址的客户端MAC地址
host allowed_client {hardware ethernet 00:0c:29:ab:cd:ef;fixed-address 192.168.1.110;
}

上述配置表示只有 MAC 地址为00:0c:29:ab:cd:ef的客户端能够获取指定的 IP 地址192.168.1.110，其他客户端的请求将被拒绝。同时，在 DHCP 中间件的脚本中，添加对客户端 MAC 地址的验证逻辑：

#!/bin/bash
mac_address=$1
# 从白名单文件中读取允许的MAC地址
allowed_macs=$(cat /path/to/allowed_macs.txt)
if echo "$allowed_macs" | grep -q "$mac_address"; then# 如果MAC地址在白名单中，继续处理请求process_dhcp_request.sh $mac_address
else# 否则，拒绝请求echo "客户端MAC地址未授权"exit 1
fi

通过上述配置和脚本，实现了对 DHCP 服务器和客户端的安全防护。