如何用Linux DHCP实现负载均衡 - 问答

Linux DHCP负载均衡与高可用实践

一、方案总览与选择

推荐采用 ISC DHCP Server 的 failover 对等体在同一网段内做负载均衡 + 故障转移，两台服务器同时为客户端分配地址，按策略分担流量，单机故障不影响服务。适用于绝大多数园区网与数据中心接入层。
跨网段或多子网的场景，使用 **DHCP 中继（DHCP Relay）**将请求转发到后端多台 DHCP 服务器；配合 failover 或地址池划分实现分担与冗余。
若已有 Keepalived/VRRP 环境，可将其用于外层高可用（VIP 漂移、服务监控），但 DHCP 本身仍建议启用 failover 来正确同步租约与避免冲突。

二、方案一 ISC DHCP 对等体负载均衡（同一网段）

适用：单广播域内需要高可用与负载分担。
思路：两台服务器建立 failover peer，共享同一作用域；通过 split 或 load balance max seconds 控制分配比例与时机，租约数据库在两端自动同步。

示例最小配置（两台服务器，示例网段 192.168.1.0/24）：

主服务器（primary，示例 IP：192.168.1.10）

# /etc/dhcp/dhcpd.conf
authoritative;
failover peer "dhcp" {
  primary;                 # 角色：主
  address 192.168.1.10;     # 本端地址
  port 520;                 # 本端 failover 端口
  peer address 192.168.1.11; # 对端地址
  peer port 519;             # 对端 failover 端口
  max-response-delay 60;
  max-unacked-updates 10;
  mclt 600;                 # 仅主端配置
  split 128;                 # 地址分配比例（主:备 = 128:128）
}
include "/etc/dhcp/dhcpd.subnet";

从服务器（secondary，示例 IP：192.168.1.11）

# /etc/dhcp/dhcpd.conf
authoritative;
failover peer "dhcp" {
  secondary;               # 角色：备
  address 192.168.1.11;
  port 519;
  peer address 192.168.1.10;
  peer port 520;
  max-response-delay 60;
  max-unacked-updates 10;
  # 注意：mclt 只在 primary 配置
}
include "/etc/dhcp/dhcpd.subnet";

公共子网与地址池（/etc/dhcp/dhcpd.subnet）

# 全局选项
option domain-name-servers 223.5.5.5, 8.8.8.8;
default-lease-time 7200;
max-lease-time 14400;

subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
  option routers 192.168.1.1;
  pool {
    failover peer "dhcp";
    range 192.168.1.100 192.168.1.254;
    deny dynamic bootp clients;   # failover 不支持 BOOTP
  }
}

启动与验证
- 启动服务：systemctl start isc-dhcp-server（两台均启动）
- 查看租约与日志：tail -f /var/log/messages | grep dhcpd，确认 failover 握手与分配情况
- 故障演练：停掉主服务器，验证备机继续分配地址

要点说明：

同一作用域只能建立一个 failover 关系；mclt 仅在主端配置；建议始终拒绝 BOOTP 客户端；端口 67/68 为 DHCP 客户端/服务器端口，520/519 为 failover 专用端口，注意防火墙放行。

三、方案二跨网段与多服务器扩展

跨网段部署
- 在三层设备（交换机/路由器）为每个 VLAN 配置 DHCP 中继，将 DHCP Discover/Request 转发到后端两台（或多台）DHCP 服务器；中继与服务器之间同样建议启用 failover，避免地址冲突与租约不一致。
多服务器分担（同一网段）
- 若不使用 failover，可采用“地址池划分”方式：每台服务器配置不重叠的 range，实现静态分担；但缺少租约同步与健康接管，生产环境优先使用 failover。

四、方案三结合 Keepalived 的高可用外层封装

适用：已有 VRRP/VIP 架构，需要在节点故障时快速漂移服务 IP。
思路：Keepalived 负责 VIP 与进程健康检查（如检测 dhcpd 是否在监听 UDP 67），异常时降低本机优先级，由对端接管 VIP；DHCP 层仍使用 failover 保证租约一致性。
健康检查脚本示例（/etc/keepalived/check_dhcp.sh）

#!/usr/bin/env bash
ss -lunpt | grep -q ':67' || exit 1
exit 0

配置要点：VRRP 实例中调用脚本，监控间隔建议 2 秒；确保 VIP 所在网段与 DHCP 作用域匹配，且服务器间 failover 配置已就位。

五、部署与运维要点

防火墙与端口
- 放行 UDP 67/68（DHCP），以及 TCP/UDP 520/519（failover）；不同发行版服务名与端口可能不同，建议按实际监听端口放行。
租约与日志
- 默认租约文件 /var/lib/dhcp/dhcpd.leases；排查使用 journalctl -u isc-dhcp-server 或查看 /var/log/messages。
地址规划
- 保留地址（host 声明）应位于作用域的 range 内；避免与静态分配冲突。
变更与回滚
- 先备份配置与租约文件；变更后先在测试网段验证，再推广到生产。
客户端行为
- 多数客户端在 Discover 阶段以广播发送，跨网段必须依赖中继；同网段多服务器场景下，failover 会自动分担与接管，无需客户端额外配置。

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