DHCP和DHCP中继基本原理与配置

DHCP和DHCP中继基本原理与配置

一个网络如果要正常地运行,则网络中的主机( Host )必需要知道某些重要的网络参数,如IP地址、网络掩码、网关地址、DNS服务器地址、网络打印机地址等等。
显然,在每台主机上都采用手工方式来配置这些参数是非常困难的、或是根本不可能的。
为此，IETF于1993年发布了动态主机配置协议( DHCP : Dynamic HostConfiguration Protocol )。DHCP的应用,实现了网络参数配置过程的自动化。
在大型企业网络中, 一般会有大量的主机等终端设备。每个终端都需要配置IP地址等网络参数才能接入网络。在小型网络中,终端数量很少,可以手动配置IP地址。但是在大中型网络中终端数量很多,手动配置IP地址工作量大,而且配置时容易导致IP地址冲突等错误。
DHCP可以为网络终端动态分配IP地址,解决了手工配置IP地址时的各种问题。

DHCP的基本原理与配置

DHCP的产生背景

手工配置网络参数存在的问题
传统的手工配置网络参数需要每个用户都手动配置ip地址、掩码、网关、DNS等多个参数。

存在的问题

人员素质要求高
容易出错
灵活性差
Ip地址资源利用率低
工作量大

随着用户规模的扩大及用户位置的不固定性，传统的静态手工配置方式已经无法满足需求，为了实现网络可以动态合理的分配ip地址给主机使用，需要用到动态主机配置协议DHCP

DHCP的优点

DHCP相对于京塔手工配置有如下优点：

• 效率高
• 灵活性强
• 易于管理

DHCP报文类型

DHCP客户端初次接入网络时,会发送DHCP发现报文( DHCP Discover) , 用于查找和定位DHCP服务器。

DHCP服务器在收到DHCP发现报文后,发送DHCP提供报文( DHCP Offer) , 此报文中包含IP地址等配置信息。

在DHCP客户端收到服务器发送的DHCP提供报文后,会发送DHCP请求报文( DHCP Request)， 另外在DHCP客户端获取IP地址并重启后，同样也会发送DHCP请求报文,用于确认分配的IP地址等配置信息。DHCP客户端获取的IP地址租期快要到期时,也发送DHCP请求报文向服务器申请延长IP地址租期。

收到DHCP客户端发送的DHCP请求报文后, DHCP服务器会回复DHCP确认报文( DHCP
ACK )。客户端收到DHCP确认报文后，会将获取的IP地址等信息进行配置和使用。

如果DHCP服务器收到DHCP- REQUEST报文后,没有找到相应的租约记录,则发送
DHCP-NAK报文作为应答,告知DHCP客户端无法分配合适IP地址。

DHCP客户端通过发送DHCP释放报文( DHCP Release )来释放IP地址。收到DHCP释放
报文后, DHCP服务器可以把该IP地址分配给其他DHCP客户端。

DHCP基本工作流程

第一步：客户端通过广播发送DHCP Discover 报文寻找服务器端
第二步：服务器端通过单播发送DHCP Offer 报文向客户端提供IP地址等网络信息
第三步：客户端通过广播发送DHCP Request 报文告知服务器端本地选择使用哪个IP地址
第四步：服务器通过单播发送DHCP Ack报文告知客户端IP地址是合法可用的

DHCP租期更新

Ip租约期限到达50%时，DHCP客户端会请求更新ip地址租约
申请到IP地址后, DHCP客户端中会保存三个定时器,分别用来控制租期更新,租期重绑定和租期失效。DHCP服务器为DHCP客户端分配IP地址时会指定三个定时器的值。如果DHCP服务器没有指定定时器的值，DHCP客户端会使用缺省值,缺省租期为1天。默认情况下,还剩下50%的租期时，DHCP客户端开始租约更新过程, DHCP客户端向分配P地址的服务器发送DHCP请求报文来申请延长IP地址的租期。DHCP服务 器向客户端发送DHCP确认报文,给予DHCP客户端一个新的租期。

DHCP重绑定

DHCP客户端在租约期限到达87.5%时，还没收到服务器响应，会申请重绑定ip

IP地址释放

如果ip租约到期前都没有收到服务器响应，客户端停止使用此ip地址
如果DHCP客户端不在使用分配的ip地址，也可以主动向DHCP服务器发送DHCP RELEASE报文，释放该ip地址。

DHCP基本配置

DHCP Server配置基于接口的地址分配方式，只会响应该接口接收的DHCP请求；配置基
于全局地址池的地址分配方式，可以响应所有端口接收的DHCP请求。

基于全局地址池的DHCP服务器给客户端分配ip地址

dhcp enable //使能DHCP功能，在配置DHCP服务器时必须先执行该命令，才能配置 DHCP的其他功能并生效  
ip pool vlan10 //设置一个全局地址池 
gateway-list 192.168.1.1 //设置分配的网关IP  
network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 //设置分配的地址网段 

dhcp server excluded-ip-address 192.168.10.200 192.168.10.210    //192.168.10.200到		192.168.10.210不分配地址 设置不参与自动分配的IP地址范围  
lease day 3 hour 0 minute 0 //设置地址池中IP地址的租用有效期限，默认1天  
dns-list 192.168.1.2 //设置分配的DNS服务器地址 

基于接口的DHCP服务器给客户端分配ip地址

interface GigabitEthernet0/0/0 
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0  
dhcp select global //接口下使能全局方式分配地址
interface g0/0/0  
Ip address 192.168.1.1 24  
dhcp select interface //使能接口分配地址方式且关联接口地址池  
dhcp server dns-list 192.168.1.2 //指定分配的DNS服务器地址  
dhcp server excluded-ip-address 192.168.10.200 192.168.10.210 //配置接口地址池中不参与自动分配的IP地址范围  
dhcp server lease day 2 hour 0 minute 0 //配置接口地址池中IP地址的租用有效 

static-bind ip-address 15.0.0.188 mac-address 5489-98C6-0CEE    //绑定 IP  192.168.20.9 固定分配给MAC 为28d2-4469-5a55的机器，需池中IP

配置验证

display ip pool   ###查看全局ip地址池信息

dhcp获取IP地址在终端
调试dhcp模式
然后打ipconfig命令

ipconfig /renew 获取ip地址
ipconfig /release 释放ip地址

DHCP Relay（DHCP 中继）

应用场景：

通常在DHCP分配网段过多的情况下，网关路由器上配置DHCP服务，压力过大，一般我们用第二路由器，或则第二台DHCP服务器来分担业务

DHCP中继的作用

DHCP Relay的基本作用就是专门在DHCP Client和DHCP Server之间进行DHCP消息的中
转。

DHCP中继的基本工作原理

配置DHCP-Server：

DHCP服务器可以采用全局地址分配或者接口地址分配

全局地址分配

dhcp enable  ##全局模式 
ip pool DHCP-relay //"DHCP-relay"仅为DHCP地址池名称  
ip route-static 192.168.1.0 24 10.1.1.2 //由于中继后的DHCP报文是一个源地址为192.168.1.1的单播报文，需要有回去的路由，当前为了简单，使用静态路由完成，正常网络内可以配置IGP使得地址能够通信 

配置DHCP中继：

dhcp server group DHCP //配置DHCP服务器组名  
dhcp-server 10.1.1.1 //设定DHCP服务器地址 
dhcp enable //中继设备也需要开启DHCP，否则后面接口下的命令不能使能  
interface g0/0/1 //进入连接客户端的接口 
ip address 192.168.1.1 24  
dhcp select relay //启动DHCP Relay功能 

接口地址分配
步骤1：

interface GigabitEthernet0/0/0.30                       ###进入子接口
dhcp select relay            ###基于DHCP中继
dhcp relay server-ip 12.0.0.2         ####去12.0.0.2请求DHCP服务

步骤2：

dhcp enable	##全局模式
interface GigabitEthernet0/0/0                             
ip add 12.0.0.2 24
dhcp select global     ####去全局 请求DHCP服务

步骤3：

ip pool v30
gateway-list 192.168.30.1
network 192.168.30.0 mask 255.255.255.0
dns-list 114.114.114.114
lease day 3             ####租期3天