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【Linux入门】DHCP与FTP原理及其配置实例

时间：2024-08-19 10:53:46浏览次数：10  
标签：FTP DHCP Linux vsftpd IP地址 服务器 客户端

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DHCP原理

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种网络协议，用于自动为TCP/IP网络中的计算机分配IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等配置信息。它的设计初衷是简化网络管理，降低手动配置IP地址的复杂性和错误率。

一、DHCP概述

  • 起源与发展：DHCP的前身是BOOTP协议（Bootstrap Protocol），BOOTP被创建出来为连接到网络中的设备自动分配地址，后来被DHCP取代。DHCP由Internet工作任务小组设计开发，是一个应用层协议，使用UDP的67（DHCP Server）和68（DHCP Client）端口进行通信。
  • 主要功能：DHCP主要分配的参数包括IP地址、子网掩码、广播地址、默认的网关地址、DNS服务器地址等，还可以提供PXE引导设置（如TFTP服务器地址、引导文件名）。

二、DHCP的工作原理

DHCP采用C/S（客户端/服务器）模式，其工作原理主要包括以下几个步骤：

  1. DHCP Discover（发现）：
    • 当DHCP客户机启动时，如果还没有配置IP地址，它会以广播方式发送一个DHCP Discover报文，请求DHCP服务器分配IP地址。
  2. DHCP Offer（提供）：
    • 当DHCP服务器接收到DHCP Discover报文后，它会在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址可以提供给客户机。如果有，DHCP服务器会向客户机发送一个包含IP地址及其他相关配置信息的DHCP Offer报文。
  3. DHCP Request（请求）：
    • 客户机从接收到的多个DHCP Offer报文中选择一个（通常是第一个），并向该DHCP服务器发送DHCP Request报文，请求正式分配该IP地址。
  4. DHCP ACK（确认）：
    • DHCP服务器在收到DHCP Request报文后，会发送一个DHCP ACK报文给客户机，确认IP地址的分配。客户机在收到DHCP ACK报文后，会配置自己的IP地址及其他相关参数，完成TCP/IP的初始化。
  • 总结：
    • 发现阶段（DHCP Discover）：客户端广播DHCP Discover报文，请求IP地址配置。
    • 提供阶段（DHCP Offer）：DHCP服务器收到请求后，通过DHCP Offer报文分配一个IP地址给客户端。
    • 请求阶段（DHCP Request）：客户端选择接受DHCP Offer中的IP地址，并发送DHCP Request报文确认。
    • 确认阶段（DHCP Acknowledge）：DHCP服务器发送DHCP Ack报文，确认客户端已获得分配的IP地址和配置信息。

三、DHCP的分配方式

DHCP支持三种IP地址分配方式：

  1. 自动分配：DHCP服务器为客户机分配一个永久的IP地址，直到客户机被显式释放或租约到期。
  2. 手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址给客户机。
  3. 动态分配：DHCP服务器在一定期限内将IP地址租给客户机使用，租期结束后客户机必须续租或停用该地址。

四、DHCP的租约

DHCP通过租约机制来实现IP地址的动态分配和回收。客户机在获得IP地址后，会进入一个租约期。在租约期内，客户机可以正常使用该IP地址。当租约期达到50%（T1）时，客户机会自动向DHCP服务器发送续租请求。如果租约期达到87.5%（T2）时 仍未收到服务器的响应，客户机会再次发送续租请求。如果最终租约期结束且未成功续租，客户机将释放IP地址，并可能重新执行DHCP发现过程以获取新的IP地址。

五、DHCP的应用场景

DHCP服务器在网络中扮演着重要角色，广泛应用于各种网络环境，包括家庭网络、办公网络、公共场所网络以及租赁公司网络等。使用DHCP服务器可以极大地简化网络管理工作，提高网络配置的效率和准确性。
综上所述，DHCP通过自动分配和回收IP地址等配置信息，简化了网络管理的复杂性，提高了网络的灵活性和可扩展性。

FTP原理

FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）是一种用于在网络上进行文件传输的标准协议。其原理主要基于客户端/服务器（C/S）模型，通过TCP（传输控制协议）连接实现数据的可靠传输。

一、FTP概述

  • 定义：FTP是一种用于在计算机网络上传输文件的协议，它允许用户以文件操作的方式（如文件的增、删、改、查、传送等）与另一主机相互通信。
  • 工作层次：FTP工作在OSI模型的第七层（应用层），TCP模型的第四层，使用TCP传输而不是UDP，确保数据传输的可靠性和面向连接性。

二、FTP的工作原理

  1. 连接建立：
    • 客户端向FTP服务器发出连接请求，同时客户端系统动态打开一个大于1024的端口（如1031）等候服务器连接。
    • FTP服务器在端口21侦听到该请求后，会在客户端的1031端口和服务器的21端口之间建立起一个FTP会话连接（控制连接）。
  2. 数据传输：
    • 当需要传输数据时，FTP客户端再动态打开一个大于1024的端口（如1032）连接到服务器的20端口，并在这两个端口之间进行数据的传输（数据连接）。
    • 数据传输完毕后，FTP客户端将断开与FTP服务器的连接，客户端上动态分配的端口将自动释放掉。
  3. 命令与响应：
    • FTP采用两条TCP连接的方式工作：一条是控制连接，用于传送控制信息（命令和响应）；另一条是数据连接，用于数据传送。这种将命令和数据分开传送的思想大大提高了FTP的效率。
  4. 用户交互：
    • 用户通过FTP客户端软件与FTP服务器进行交互，可以执行文件的上传、下载、删除、重命名等操作。
    • 用户并不真正登录到自己想要存取的计算机上成为完全用户，而是通过FTP程序访问远程资源。

三、FTP的连接模式

FTP支持两种连接模式：主动模式（Active FTP）和被动模式（Passive FTP）。

  • 主动模式：FTP服务器主动连接客户端的数据端口。在这种模式下，FTP服务器使用其TCP 20端口向客户端的随机端口（大于1024）发送数据。由于大多数防火墙不允许外部发起的连接，因此主动模式在通过防火墙时可能会受到限制。
  • 被动模式：客户端主动连接FTP服务器的数据端口。在这种模式下，FTP服务器会打开一个大于1024的端口进行监听，并通知客户端该端口号。客户端随后连接到该端口以接收数据。被动模式通常用于防火墙后的FTP客户访问外界FTP服务器。

四、FTP的应用

FTP广泛应用于各种网络环境，包括企业内网、互联网等。它允许用户在不同计算机之间高效地传输文件，支持断点续传、目录管理等功能。同时，FTP也是许多网站和服务器用于提供文件下载服务的主要方式之一。
综上所述，FTP通过其独特的客户端/服务器模型和两条TCP连接的方式，实现了文件在网络上的高效、可靠传输。

配置实例

DHCP配置实例

以下是整理完整DHCP配置实例过程，适用于CentOS 7作为DHCP服务器，以及CentOS 7和Windows 10作为DHCP客户端的场景。

DHCP服务器配置（CentOS 7）

1. 环境准备
  • 确保所有虚拟机使用VMware的“仅主机模式”（Vmnet2）网络。
  • 关闭VMware的虚拟网络编辑器中的DHCP服务。
  • 确定Vmnet2的IP地址范围（例如：192.168.65.0/24）。
  • 关闭CentOS 7服务器的防火墙和SELinux。
systemctl stop firewalld
setenforce 0
2. 安装DHCP服务
yum install -y dhcp
3. 配置网络接口

确保DHCP服务器的网络接口（如ens33）配置为静态IP，但不需要设置网关（因为DHCP服务器将作为网关）。

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
# 示例配置
BOOTPROTO=none
ONBOOT=yes
IPADDR=192.168.65.2
NETMASK=255.255.255.0
DEVICE=ens33

重启网络服务以应用更改。

systemctl restart network
4. 配置DHCP服务

编辑DHCP配置文件。

cp /usr/share/doc/dhcp*/dhcpd.conf.example /etc/dhcp/dhcpd.conf
vim /etc/dhcp/dhcpd.conf

在配置文件中，设置子网和地址池。

subnet 192.168.65.0 netmask 255.255.255.0 {
  range 192.168.65.10 192.168.65.50;
  option routers 192.168.65.2;
  option domain-name-servers 8.8.8.8, 8.8.4.4;
  default-lease-time 600;
  max-lease-time 7200;
}
5. 启动DHCP服务
systemctl start dhcpd
systemctl enable dhcpd
systemctl status dhcpd

DHCP客户端配置

CentOS 7 客户端
  • 将网络接口配置为DHCP。
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
# 修改为
BOOTPROTO=dhcp
ONBOOT=yes
DEVICE=ens33

重启网络服务。

systemctl restart network
ifconfig ens33
Windows 10 客户端
  • 在Windows 10上，通常网络接口默认配置为自动获取IP地址（DHCP）。
  • 如果不是，可以在“网络和Internet”设置中找到网络适配器，并设置为“自动获取IP地址”。

验证

  • 在DHCP客户端上，使用ipconfig（Windows）或ifconfig（Linux）命令查看分配的IP地址。
  • 在DHCP服务器上，查看/var/lib/dhcpd/dhcpd.leases文件以确认租约信息。

FTP应用实例

vsftpd 安装

# 检查vsftpd安装包是否存在
rpm -qc vsftpd

# 如果不存在，则通过yum安装vsftpd
yum install -y vsftpd

# 切换到vsftpd配置文件目录
cd /etc/vsftpd
ls

# 备份vsftpd配置文件
cp vsftpd.conf vsftpd.conf.bak

vsftpd 配置

初始全局配置

编辑vsftpd.conf文件以进行基本配置。

vim /etc/vsftpd/vsftpd.conf

在文件中设置以下参数（如果它们已被注释，可以取消注释并修改）：

anonymous_enable=YES            # 允许匿名用户访问
local_enable=YES                # 允许系统用户访问
write_enable=YES                # 允许文件写入（上传）
anon_umask=022                  # 匿名用户上传文件的umask值
匿名用户高级配置

为匿名用户提供更多权限。

anon_upload_enable=YES          # 允许匿名用户上传文件
anon_mkdir_write_enable=YES     # 允许匿名用户创建目录
anon_other_write_enable=YES     # 允许匿名用户删除、重命名文件

注意： 这些设置提供了较高的匿名用户权限，可能带来安全风险。

重启vsftpd服务
systemctl restart vsftpd
关闭防火墙和SELinux（可选，出于安全考虑，在生产环境中还请遵照具体情况决定）
systemctl stop firewalld
setenforce 0
设置匿名用户根目录权限
chmod 777 /var/ftp/pub/
echo 'hello world!' > /var/ftp/pub/test.txt

匿名访问测试

使用Windows的FTP客户端连接到FTP服务器，并进行测试。

本地用户验证访问配置

禁用匿名访问并启用本地用户访问
# 添加本地用户
useradd zhangsan
echo '123' | passwd --stdin zhangsan
useradd lisi
echo '123' | passwd --stdin lisi

# 修改vsftpd.conf
vim /etc/vsftpd/vsftpd.conf

local_enable=YES
anonymous_enable=NO
write_enable=YES
local_umask=077
限制本地用户访问目录
chroot_local_user=YES
allow_writeable_chroot=YES
修改本地用户和匿名用户的默认根目录
# 对于匿名用户
anon_root=/var/www/tml
# 对于本地用户
local_root=/var/www/html

黑名单和白名单

黑名单
userlist_enable=YES
userlist_deny=YES

在/etc/vsftpd/user_list文件中添加要禁止的用户名。

白名单
userlist_enable=YES
userlist_deny=NO

在/etc/vsftpd/user_list文件中添加允许访问的用户名。

允许root用户访问（如果需要）

编辑/etc/vsftpd/ftpusers文件，注释掉root行（或删除该行）。

验证配置

重启vsftpd服务，并再次使用FTP客户端测试所有配置是否按预期工作。

systemctl restart vsftpd

其他安全性考虑

  • 不要在生产环境中给予匿名用户过多权限。
  • 定期检查FTP日志以识别任何可疑活动。
  • 考虑使用更安全的认证机制，如SFTP（通过SSH）。

标签：FTP,DHCP,Linux,vsftpd,IP地址,服务器,客户端
From： https://blog.csdn.net/Karoku/article/details/141311461

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