DHCP na Debian Stable

Celem jest uruchomienie usługi DHCP w VirtualBox Internal Network. Cała adresacja jest przykładem laboratoryjnym, a Internet, brama domyślna i DNS nie są wymagane do podstawowych testów po adresach IPv4.

• uruchomić Debian Stable jako serwer DHCP w sieci Internal Network.
• skonfigurować statyczny IPv4 192.168.60.1/24 na serwerze.
• zainstalować pakiet kea-dhcp4-server.
• przygotować minimalną konfigurację Kea DHCP4.
• zdefiniować podsieć 192.168.60.0/24 i pulę 192.168.60.100–192.168.60.150.
• sprawdzić lease klientów i podstawową komunikację ping.
• zdiagnozować typowe problemy DHCP w VirtualBox.

• • trzy maszyny Debian Stable bez GUI w VirtualBox,
• • jedna VM jako Debian DHCP Server,
• • dwie VM jako Client 1 i Client 2,
• • dostęp do repozytoriów podczas instalacji pakietu Kea,
• • snapshot przed zmianą konfiguracji sieci.

Przed instalacją Kea i zmianą trybu kart zapisz stan każdej VM. Na serwerze zapisz dodatkowo stan jednostki kea-dhcp4-server. Wynik not-found jest prawidłowy, jeśli pakiet nie był jeszcze zainstalowany.

STATE="$HOME/lab02-state"
umask 077
mkdir -p "$STATE"
ip -br link > "$STATE/link.before"
ip -br address > "$STATE/address.before"
ip route show table all > "$STATE/routes.before"
cp -a /etc/resolv.conf "$STATE/resolv.conf.before"

if sudo test -e /etc/network/interfaces; then
  printf 'present
' > "$STATE/interfaces.marker"
  sudo cp -a /etc/network/interfaces "$STATE/interfaces.before"
else
  printf 'absent
' > "$STATE/interfaces.marker"
fi

# Tylko na serwerze, przed instalacją pakietu
systemctl is-active kea-dhcp4-server > "$STATE/kea.active" || true
systemctl is-enabled kea-dhcp4-server > "$STATE/kea.enabled" || true

Na hoście zapisz ustawienia adapterów wszystkich trzech VM: numer, tryb, nazwę sieci i stan kabla. Snapshot może być dodatkowym zabezpieczeniem, ale nie jest backupem. Oczekiwany rezultat to trzy katalogi stanu i zapis ustawień VirtualBox, wykonane przed przejściem do lab-dhcp.

Wszystkie maszyny używają sieci lab-dhcp. Serwer ma statyczny adres 192.168.60.1/24, a klienty pobierają adresy automatycznie z puli DHCP.

Sieć: 192.168.60.0/24
Serwer: 192.168.60.1/24
Pula DHCP: 192.168.60.100 - 192.168.60.150
Internal Network: lab-dhcp

DHCP automatycznie przekazuje klientowi konfigurację sieciową. Lease oznacza dzierżawę adresu: klient dostaje IPv4 na określony czas, a serwer zapisuje informację o przydziale.

Podstawowa wymiana DHCP składa się z czterech komunikatów. W tym laboratorium wystarczy znać ich kolejność i sens.

Client
   |
DHCPDISCOVER
   ↓
DHCP Server
   |
DHCPOFFER
   ↓
Client
   |
DHCPREQUEST
   ↓
DHCP Server
   |
DHCPACK
   ↓
Client otrzymuje konfigurację

Serwer DHCP musi mieć wcześniej skonfigurowany statyczny adres 192.168.60.1/24. Najpierw sprawdź nazwę interfejsu.

ip link show
ip address show

Wyłącz wszystkie trzy maszyny. W ustawieniach sieci VirtualBox ustaw adapter każdej VM jako Internal Networki wpisz dokładnie tę samą nazwę: lab-dhcp.

Debian może używać różnych mechanizmów konfiguracji sieci. Zgodnie z wcześniejszym scenariuszem Debian bez GUI wybieramy prosty wariant z plikiem /etc/network/interfaces. Nazwę interfejsu zastąp wartością odczytaną z systemu.

auto <interfejs>
iface <interfejs> inet static
    address 192.168.60.1/24

Po ustawieniu statycznego adresu serwera zainstaluj pakiet Kea DHCP4. Ten materiał nie używa isc-dhcp-server.

sudo apt update
sudo apt install kea-dhcp4-server

Po instalacji, ale przed pierwszą edycją, zachowaj konfigurację dostarczoną przez pakiet lub istniejącą wcześniej.

STATE="$HOME/lab02-state"
sudo cp -a /etc/kea/kea-dhcp4.conf "$STATE/kea-dhcp4.conf.before-edit"

Debianowy pakiet Kea DHCP4 dostarcza plik /etc/kea/kea-dhcp4.conf. W przykładzie jawnie ustawiamy interfejs, bazę lease typu memfile i jedną podsieć.

sudo nano /etc/kea/kea-dhcp4.conf

W konfiguracji Kea sekcja subnet4 opisuje sieć, z której serwer obsługuje klientów. Dla tego laboratorium jest to przykładowa sieć 192.168.60.0/24.

{
  "Dhcp4": {
    "interfaces-config": {
      "interfaces": [ "<interfejs-serwera>" ]
    },
    "lease-database": {
      "type": "memfile",
      "persist": true,
      "name": "/var/lib/kea/dhcp4.leases"
    },
    "valid-lifetime": 3600,
    "renew-timer": 900,
    "rebind-timer": 1800,
    "subnet4": [
      {
        "id": 1,
        "subnet": "192.168.60.0/24",
        "pools": [
          { "pool": "192.168.60.100 - 192.168.60.150" }
        ]
      }
    ]
  }
}

Pula 192.168.60.100 - 192.168.60.150 należy do tej samej podsieci 192.168.60.0/24. Klient może dostać dowolny wolny adres z tej puli, więc nie zakładaj z góry konkretnej końcówki.

Przed restartem usługi sprawdź składnię konfiguracji poleceniem kea-dhcp4 -t. Polecenie zwraca kod wyjścia 0, gdy konfiguracja wygląda poprawnie.

sudo kea-dhcp4 -t /etc/kea/kea-dhcp4.conf

Po poprawnej walidacji włącz usługę Kea DHCP4. Nazwa usługi w pakiecie Debian to kea-dhcp4-server.

sudo systemctl enable --now kea-dhcp4-server
sudo systemctl restart kea-dhcp4-server

Sprawdź status i najnowsze logi. W logach szukaj informacji o starcie usługi, błędach konfiguracji i obsłudze zapytań klientów.

systemctl status kea-dhcp4-server
journalctl -u kea-dhcp4-server -n 50 --no-pager

Client 1 ma używać adaptera Internal Network o nazwie lab-dhcp i pobierać IPv4 przez DHCP. Dla spójności ćwiczenia użyj mechanizmu/etc/network/interfaces.

auto <interfejs>
iface <interfejs> inet dhcp

Client 2 konfigurujesz tak samo jak Client 1. Nie wpisuj adresu ręcznie i nie zakładaj, który adres z puli zostanie przydzielony.

auto <interfejs>
iface <interfejs> inet dhcp

W tym wariancie klient korzysta z konfiguracji/etc/network/interfaces, więc najprościej zastosować zmianę przez restart maszyny albo restart właściwego interfejsu zgodnie z zasadami stanowiska. Nie zakładamy obecności narzędziadhclient.

Na każdym kliencie sprawdź adres i routing. Adres drugiego klienta potrzebny do testów ping odczytaj z systemu.

ip link show
ip address show
ip route show

W tym przykładzie konfigurujemy memfile lease database jako /var/lib/kea/dhcp4.leases, czyli plik dhcp4.leases w katalogu danych Kea. Student powinien zobaczyć przydzielony IPv4, klienta, czas dzierżawy oraz identyfikator klienta lub MAC, jeżeli jest zapisany w pliku.

sudo tail -n 20 /var/lib/kea/dhcp4.leases

Na każdym kliencie przetestuj komunikację z serwerem DHCP.

ping -c 4 192.168.60.1

Odczytaj adres Client 2 z ip address show, a następnie wykonaj ping z Client 1. Potem powtórz test w drugą stronę.

# Client 1 → Client 2
ping -c 4 <adres-client-2>

# Client 2 → Client 1
ping -c 4 <adres-client-1>

1. A. Zmień pulę DHCP na 192.168.60.120–192.168.60.140 i odśwież lease klientów.
2. B. Sprawdź nowo otrzymane adresy.
3. C. Zmień czas lease i sprawdź zachowanie klienta.
4. D. Dodaj Client 3 i sprawdź jego adres.
5. E. Na Client 2 ustaw błędną nazwę Internal Network, zaobserwuj problem i go zdiagnozuj.
6. F. Dodaj jako rozszerzenie opcję DNS do konfiguracji DHCP bez wymagania faktycznego serwera DNS.

1. Do czego służy DHCP?
2. Czym jest lease?
3. Dlaczego serwer DHCP powinien mieć statyczny adres?
4. Co oznacza prefix /24?
5. Czym różni się DHCPDISCOVER od DHCPOFFER?
6. Dlaczego w lab-dhcp nie potrzebujemy bramy do komunikacji lokalnej?
7. Dlaczego adresów klientów nie należy zakładać z góry?
8. Co może się wydarzyć, gdy w jednej sieci działają dwa niezależne serwery DHCP?

Masz serwer Kea DHCP4 na Debian Stable, dwie maszyny klienckie w sieci lab-dhcp, działającą pulę adresów i podstawowy zestaw testów obejmujący lease, routing oraz ping.

Wykonaj tę procedurę po zebraniu wyników. Użyj lokalnej konsoli VirtualBox, ponieważ restart sieci może przerwać SSH. Najpierw na serwerze zatrzymaj Kea, odtwórz kopię konfiguracji i sprawdź jej składnię przed przywróceniem początkowego stanu usługi.

STATE="$HOME/lab02-state"
sudo systemctl stop kea-dhcp4-server
sudo cp -a "$STATE/kea-dhcp4.conf.before-edit" /etc/kea/kea-dhcp4.conf
sudo kea-dhcp4 -t /etc/kea/kea-dhcp4.conf

ENABLED=$(cat "$STATE/kea.enabled")
ACTIVE=$(cat "$STATE/kea.active")

case "$ENABLED" in
  enabled|enabled-runtime) sudo systemctl unmask kea-dhcp4-server; sudo systemctl enable kea-dhcp4-server ;;
  disabled) sudo systemctl unmask kea-dhcp4-server; sudo systemctl disable kea-dhcp4-server ;;
  masked) sudo systemctl disable kea-dhcp4-server; sudo systemctl mask kea-dhcp4-server ;;
  not-found) sudo systemctl disable kea-dhcp4-server ;;
  static|indirect|generated|transient|alias) : ;;
  *) echo "Nietypowy stan enabled: $ENABLED — odtwórz go świadomie" ;;
esac

case "$ACTIVE" in
  active|reloading) sudo systemctl start kea-dhcp4-server ;;
  inactive|failed|unknown) sudo systemctl stop kea-dhcp4-server ;;
  *) echo "Nietypowy stan active: $ACTIVE — odtwórz go świadomie" ;;
esac

systemctl is-enabled kea-dhcp4-server || true
systemctl is-active kea-dhcp4-server || true
journalctl -u kea-dhcp4-server -n 30 --no-pager

Na serwerze i klientach przywróć ich własne kopie interfaces.before, a następnie przeładuj ifupdown.

STATE="$HOME/lab02-state"

if grep -qx present "$STATE/interfaces.marker"; then
  sudo cp -a "$STATE/interfaces.before" /etc/network/interfaces
else
  # UWAGA: usuń plik tylko wtedy, gdy marker potwierdza jego wcześniejszy brak.
  sudo rm -- /etc/network/interfaces
fi

sudo cp -a --remove-destination "$STATE/resolv.conf.before" /etc/resolv.conf
sudo systemctl restart networking
ip -br address
ip route show table all
cat /etc/resolv.conf

Na klientach odnowienie konfiguracji wykonaj przezsudo ifdown --force <interfejs>, a następnie sudo ifup <interfejs>. Porównaj adres, trasę i DNS z zapisanym stanem. Odtwórz też dokładne ustawienia kart VirtualBox. Nie usuwaj automatycznie /var/lib/kea/dhcp4.leases: zawiera historię dzierżaw, a jej skasowanie nie jest potrzebne do rollbacku. Pakiet Kea pozostaje zainstalowany; jego odinstalowanie jest osobną, opcjonalną decyzją administracyjną.

Kontynuuję Lab 03: najpierw zakończ rollback, zachowaj katalogi stanu i dopiero zbuduj dwie sieci routowane. Kończę ćwiczenia: po zgodnej walidacji możesz usunąć katalogi stanu. Procedura nie usuwa innych konfiguracji Kea, obcych dzierżaw ani pakietów.

Początkowego stanu failed nie wywołuj ponownie: pozostaw usługę zatrzymaną i odnotuj różnicę w raporcie. Taki stan oznacza wcześniejszy problem, a nie poprawny cel rollbacku.

• ISC Kea ARM — serwer DHCPv4 i walidacja -t
• Debian Manpages — systemctl
• Oracle VirtualBox — Virtual Networking