Я хотел бы назначить несколько IP-адресов через DHCP на одном интерфейсе. Допускает ли это протокол DHCP и серверы DHCP?
Нет, DHCP предоставляет механизмы только для назначения одного IP-адреса любому MAC-адресу.
Если для идентификаторов клиентов DHCP заданы разные значения, вы должен уметь статически выделять разные адреса. Я говорю «следует», потому что это делается редко, а поддержка редка.
Ваш вариант использования хотя бы частично объясняется спецификацией (RFC-2131) в том смысле, что сервер должен использовать идентификатор клиента для идентификации, если он был предоставлен клиентом.
Вы можете попробовать dnsmasq. Согласно dnsmasq FAQ (примерно на полпути вниз), он рассматривает повторяющиеся MAC-адреса с разными идентификаторами клиентов как разные устройства.
На клиенте вы можете установить идентификатор клиента с помощью флага dhclient «-I [Client-ID]».