DHCP 原理与配置

一、DHCP介绍

• 1、DHCP 产生的背景

  • 手工配置网络参数存在的问题
    • 容易出错
    • 灵活性差
    • 工作量大
    • IP地址资源利用率低
  • DHCP相对于静态手工配置的有点
    • 效率高
    • 灵活性强
    • 易于管理
    • IP地址利用率高
    • 避免IP地址冲突

• 2、DHCP 报文

  文类型	含义
  HCP DISCOVER 1	客户端用来寻找DHCP 服务器
  HCP OFFER	DHCP服务器用来相应DHCP discover 报文，此报文携带了各种配置信息
  HCP REQUEST	客户端请求配置确认，或者续借租期
  HCP ACK	服务器对REQUEST 报文的确认响应
  HCP NAK	服务器对REQUEST 报文的拒绝响应
  HCP RELEASE 2	客户端要释放地址时用来通知服务器

• 3、DHCP 基本工作过程

  • 获取IP地址

- 发现阶段： 客户机向局域网内广播一个DCHP Discover报文，寻求DHCP Server并请求IP地址。 如果局域网内存在多台DHCP Server 那么都将收到这个DHCP Discover报文，并进行回复
- 提供阶段：每一个接收到DHCP Discover消息的DHCP Server都会从自己维护的地址池中选择一个合适的IP地址，并通过DHCP Offer消息将这个IP地址发送给DHCP Client。DHCP Server是以单播的方式来发送DHCP Offer消息的。
- 请求阶段：请求阶段客户端会在受到的若干个DHCP Offer包中根据某种运行规则选择其中一个, 默认选择收到的第一个DHCP Offer 并广播回复一个DHCP Request 包，这个包中含有DHCP Offer消息中提供的IP地址和所选择的的DHCP 路由器的Sever标识（称为Server identifier），当收到这个DHCP Server收到Request包后发现带有自己的Server identifier，标识客户端愿意接收自己的Offer。其他的服务器则放弃这次IP分配，收回发出的Offer，那么Offer中带有的IP地址也可以给其他客户机使用了。
- 确认过程： DHCP Server会向PC上的DHCP Client发送一个DHCP Ack消息。注意，DHCP Server也可能会向PCt发送一个DHCP Nak消息。如果PC接收到了DHCP Nak消息，就说明这次获取IP地址的尝试失败了，需要重新回到发现阶段开始新一轮的地址申请。

非常有意思的是，这个IP地址的申请过程类似于一个岗位招聘，人事就是PC 求职者就是DHCP Server，你在招聘市场发布一个招聘信息（广播-发现阶段），求职者都会收到这条信息并私信你一个Offer简历（单播-提供阶段）。你在收到的简历中进行比较，确认你要和哪一个人签约，你会在招聘市场公开回复这个职位已经招聘满了，所有向你求职的人都会收到这个消息，其中被你录取的人收到的消息中就包含你提供的入职信息，最后如果这个人愿意到你们公司那么会回复你一个确认，如果不愿意过来则会回复一个拒绝，那么你就需要重新发起招聘。

• 续租IP地址

  
  • IP租约期限达到50%时，DHCP客户端会请求更新IP地址租约
  • IP租约期限达到87.5%时，还没收到服务器响应，会申请重新绑定IP
  • 当IP地址分配的时候没有指定租期时，默认为一天。

• IP地址释放

  ​​​​​​
  • 如果IP地址租约到期还没有收到服务器相应，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如何预防IP地址冲突

  • 在客户端完成获取IP地址四部曲后，会有一个小的检测动作。
  • 客户端会在网络中发送一个消息，其中源mac、源ip均为自己，目的mac为全0，客户端希望永远没有人回复这个消息，因为这样就代表自己的IP地址没有冲突，如果有人回复了，客户端就会拒绝使用这个IP并重新获取一个IP。

客户端 李四 王五 服务器 你好！如果和我的IP地址一样请回复我哦 你好！如果和我的IP地址一样请回复我哦 IP一样，回复张三 IP不一样，丢弃 如果没人回复 我，我就可以 用这个IP了. 泥坑我，这个IP地址有人用了，我不接受这个IP。 Decline 客户端 李四 王五 服务器

二、DHCP配置

• 1、基于接口的DHCP配置

[Huawei]dhcp enable
[Huawei]interface GigabitEthernet0/0/0
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.254
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select interface
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server dns-list 10.1.1.253	
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server excluded-ip-address 10.1.1.253
[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]dhcp server lease day 2

• 2、基于全局的DHCP配置

DHCP Server配置

[DHCP-Server]dhcp enable
[DHCP-Server]ip pool test
Info: It's successful to create an IP address pool.
[DHCP-Server-ip-pool-test]network 10.1.1.0 mask 24
[DHCP-Server-ip-pool-test]gateway-list 10.1.1.254
[DHCP-Server-ip-pool-test]dns-list 10.1.1.253
[DHCP-Server-ip-pool-test]lease day 2		
[DHCP-Server-ip-pool-test]excluded-ip-address 10.1.1.253
[DHCP-Server-ip-pool-test]static-bind ip-address 10.1.1.15 mac-address 5489-9850-24B0
[DHCP-Server-ip-pool-test]quit
[DHCP-Server-ip-pool-test]interface GigabitEthernet0/0/0
[DHCP-Server-ip-pool-test]dhcp select global

DHCP Client路由器配置

[DHCP-Client]dhcp enable 
[DHCP-Client]int g0/0/0
[DHCP-Client-GigabitEthernet0/0/0]ip add dhcp-alloc 

验证配置

• 3、命令讲解

• display ip pool //可以验证你的DHCP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。
• 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 test //设置一个名为test的全局地址池
  • gateway-list 10.1.1.254 //设置分配的网关IP
  • network 10.1.1.0 mask 255.255.255.0 //设置分配的地址网段
  • excluded-ip-address 10.1.1.253 //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 10.1.1.253 //设置分配的DNS服务器地址
  • static-bind ip-address mac-address //绑定固定主机IP地址
• interface GigabitEthernet0/0/0
  • dhcp select global //接口下使能全局方式分配地址
  • dhcp select interface //使能接口分配地址方式且关联接口地址池
• [DHCP-Client-GigabitEthernet0/0/0]ip add dhcp-alloc //接口使用dhcp获取IP地址

三、DHCP Relay

• 1、DHCP Relay产生的背景

  
  • DHCP Discover、DHCP Offer等消息都是以广播报文的方式发送的，也就是说，DHCP Client和DHCP Server必须在同一个二层广播域中才能接收到DHCP消息。DHCP消息无法跨越二层广播域传递。
  • 一个实际的IP网络通常都包含了多个二层广播域，如果需要部署DHCP，那么可以有两种方法：
    • 方法一：
      
      在每一个二层广播域中都部署一个DHCP Server（代价太大，现实中一般不推荐此方法）。
    • 方法二：
      
      部署一个DHCP Server来同时为多个二层广播域中的DHCP Client服务，这就需要引入DHCP Relay。
      
      

• 2、DHCP Relay工作原理

  

• 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。
• 如图所示，DHCP Client利用DHCP Relay来从DHCP Server那里获取IP地址等配置参数时，DHCP Relay必须与DHCP Client位于同一个二层广播域，但DHCP Server可以与DHCP Relay位于同一个二层广播域，也可以与DHCP Relay位于不同的二层广播域。DHCP Client与DHCP Relay之间是以广播方式交换DHCP消息的，但DHCP Relay与DHCP Server之间是以单播方式交换DHCP消息的（这就意味着，DHCP Relay必须事先知道DHCP Server的IP地址）。

• 3、DHCP Relay配置方法

  
  DHCP-Server配置

    [DHCP_Server]dhcp enable
    [DHCP_Server]ip pool test 										//仅为DHCP地址池名称
    [DHCP_Server-ip-pool-test]gateway-list 192.168.1.254
    [DHCP_Server-ip-pool-test]dns-list 10.1.1.1
    [DHCP_Server-ip-pool-test]lease day 0 hour 8 
    [DHCP_Server]interface g0/0/0
    [DHCP_Server-GigabitEthernet0/0/0] ip address 10.1.1.1 24	
    [DHCP_Server-GigabitEthernet0/0/0] dhcp select global 
    [DHCP_Server] 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
  

  DHCP-Relay配置

    [DHCP_Relay]dhcp server group DHCP							//配置DHCP服务器组名
    [DHCP_Relay-dhcp-server-group-DHCP]dhcp-server 10.1.1.1		//设定DHCP服务器地址
    [DHCP_Relay]dhcp enable 										//中继设备一样需要开启DHCP
    [DHCP_Relay]interface g0/0/1
    [DHCP_Relay-GigabitEthernet0/0/1]ip address 192.168.1.254 24
    [DHCP_Relay-GigabitEthernet0/0/1]dhcp select relay  			 //启用DHCP Relay功能
    [DHCP_Relay-GigabitEthernet0/0/1]dhcp relay server-select DHCP //设定DHCP Relay要使用的服务器组
    [DHCP_Relay]interface g0/0/0
    [DHCP_Relay-GigabitEthernet0/0/0]ip address 10.1.1.2 24
  

  验证配置

四、DHCP 安全威胁与防护机制

• 1、安全weixie

  • DHCP饿死攻击

  • 假冒DHCP Server攻击

  • DHCP中间人攻击

• 2、防护机制

  • DHCP Snooping

  • PSG（IP Source Guard）

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1. 发现报文 用来查找和定位DHCP 服务器 ↩︎

2. 当DHCP 服务器收到这个报文后，就可以回收IP地址了 ↩︎