计算机网络知识点————DHCP原理及配置

一、DHCP的概述

  DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

1.DHCP的主要用途

• 给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址
• 给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段

2.DHCP的优势

• 减少管理员的工作量
• 避免输入错误的可能
• 避免IP地址冲突
• 当更改IP地址段时，不需要重新配置每个用户的IP地址
• 提高了IP地址的利用率
• 方便客户端的配置

3.DHCP应用场景

  DHCP的典型应用模式如下:在网络中架设一台 专用的DHCP服务器，负责集中分配各种网络地址参数( 主要包括IP地址、子网掩码、广播地址、默认网关地址、DNS服 务器地址) ;其他主机作为DHCP客户机，将网卡配置为自动获取地址，即可与DHCP服务器进行通信，完成自动配置过程。
  DHCP协议采用UDP作为传输协议，主机发送请求消息到DHCP服务器的67号端口，DHCP服务器回应应答消息给客户端的68号端口

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169.254.0.0~169.254.255.255 DHCP服务失效时分配的地址

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二、DHCP的工作原理

• 第一阶段：客户端在网络中搜索服务器
  客户端通过广播发送DHCP Discover 报文寻找服务器端
• 第二阶段:服务器向客户端响应服务
  服务器端通过单播发送DHCPoffer报文向客户端提供IP地址等网络信息，从IP地址池中挑选–个尚未分配的IP地址分配给客户端
• 第三阶段:客户端向服务器发出服务请求
  如果有多台DHCP服务器向该客户端发来DHCP-offer报文，客户端只接受第- -个收到的DHCP-offer报文并提取IP地址，然后客户端通过广播发送DHCPRequest报文告知服务器端本地选择使用该IP地址
• 第四阶段:服务器向客户端提供服务
  服务器通过单播发送DHCPAck报文告知客户端IP地址是合法可用的，并在选项字段中增加IP地址的使用租期信息
• 第五阶段：重新登录
  DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要再发送DHCP Discover 信息，而是直接发送包含前一次所分配的IP 地址的DHCP Request请求信息。
  +第六阶段：更新租约
  当DHCP服务器向客户机出租的IP地址租期达到508时，就需要更新租约。客户机直接向提供租约的服务器发送DHCPRequest包，要求更新现有的地址租约。

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华为系统的DHCP服务器会按照由大到小的顺序从IP池里分配IP

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三、DHCP两种配置模式

(一)接口模式

  接口地址池可动态分配IP地址，范围就是接口的IP地址所在的网段，且只在此接口下生效，当DHCP服务器收到DHCP客户端的请求报文后，DHCP服务器将会使用该接口的地址网段给客户端分配地址。

[R1]dhcp enable		#系统模式开启DHCP功能
[R1]interface GigabitEthernet0/0/0  #在服务器的下行接口中配置
l
[R1-GigabitEthernet0/0/0] dhcp select interface    #基于接口模式配置DHCP
[R1-GigabitEthernet0/0/0] dhcp server lease day 7  #配置基于接口的DHCP servser租期(默认租期为1天)
#配置接口地址池中不参与自动分配的IP地址范为192.168.10.200 到 192.168.10.210
[R1-GigabitEthernet0/0/0] dhcp server excluded-ip-address 192.168.10
200 192.168.10.210
[R1-GigabitEthernet0/0/0] dhcp server dns-list 8.8.8.8    #给用户端自动分配DNS服务器地址

(二)全局模式

全局方式下，设置多个全局地址池，并存在定义的地址池网段与端口IP是同一网段的对应关系，即多个不同网段地址池对应各自的端口，最终实现不同网段客户端自动获取相应地址

[R1]dhcp enable  #系统模式开启DHCP功能
[R1]ip pool 1   ##创建地址池名称：1
[R1-ip-pool-1]gateway-list 192.168.20.1  #设置DHCP客户端的出口网关地址
[R1-ip-pool-1]network 192.168.20.0 mask 255.255.255.0  #配置DHCP可分配地址网段，掩码也可用24表示
[R1-ip-pool-1]dns-list 114.114.114.114   #配置DHCP分配DNS地址
[R1-ip-pool-1]excluded-ip-address 192.168.20.250 192.168.20.254  #配置保留地址
#绑定IP192.168.20.9 固定分配给MAC为 28d2-4469-5a55 的机器MAC地址，需要是网关池中的IP
[R1-ip-pool-1] static-bind ip-address 192.168.20.9 mac-address 5489-98C6-OCEE 
[R1-ip-pool-1]lease day 10  #租期10天
[R1]int g0/0/0
#配置DHCP为global全局模式，interface即接口模式
[R1-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global
[Huawei]display ip pool	   #查看IP地址池信息

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四、DHCP中继工作原理

1.DHCP中继应用场景

  在大型的网络中，可能会存在多个网段。DHCP客户机通过网络广播消息获得DHCP服务器的响应后得到IP地址。但广播消息是不能跨越网段的。因此，如果DHCP客户机和服务器在不同的网段内，客户机还能不能向服务器申请IP地址呢?这就要用到DHCP中继代理。DHCP中继代理实际上是一种软件技术，安装在DHCP中继代理的设备(路由器，交换机，服务器)称为DHCP中继代理服务器，它承担不同网段间的DHCP客户机和服务器的通信任务。

2.DHCP中继工作原理

• 当DHCP客户端启动并进行DHCP初始化时，它在本地网络广播配置请求报文。
• 如果本地网络存在DHCP服务器，则可以直接进行DHCP配置，不需要DHCP中继。
• 如果本地网络没有DHCP服务器，则与本网络相连的且带DHCP中继功能的网络设备收到该广播报文后，进行适当的处理并转发给指定的在其它网络.上的DHCP服务器。
• DHCP服务器根据客户端提供的信息进行相应的配置，并通过DHCP中继将配置信息发送给客户端，完成对客户端的动态配置。

3.DHCP中继配置实验

• DHCP 中继命令格式
  （1）配置DHCP中继服务器:

 [R1] dhcp enable
[R1]interface GigabitEthernet0/0/1  #与客户端相连的接口（下行端口）
[R1-GigabitEthernet0/0/1] ip add 192.168.1.1 24
[R1-GigabitEthernet0/0/1] dhcp select relay  #开启DHCP中继功能
#指向【DHCP服务器】的地址12.0.0.1请求DHCP服务
[R1-GigabitEthernet0/0/1] dhcp relay server-ip 12.0.0.1 
#如果DHCP中继服务器与DHCP服务器跨网段则要配置静态或动态路由
[R1]interface GigabitEthernet0/0/0
[R1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.1
[R1-GigabitEthernet0/0/0] ip add 12.0.0.2 24

（2）配置DHCP服务器:

[R2] dhcp enable
[R2]interface GigabitEehernet0/0/0 #与DHCP中继连接方向的接口
[R2-GigabitEthernet0/0/0] ip add 12.0.0.1 24
[R2-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global #给接口配置为全局模式请求DHCP服务
[R2] ip pool 1
[R2-ip-pool-1]gateway-list 192.168.1.1
[R2-ip-pool-1]network 192.168.1.0 mask 255.255.255.0[R2-ip-pool-1]dns-list 114.114.114.114
[R1-ip-pool-1]lease day 3 #租期3天
[Huawei]ip route-static 192.168.1.0 255.255.255.0 12.0.0.2 #记得要配置静态/默认路由或者动态路由

• DHCP 中继实验
  实验1：主机通过 DHCP中继服务器 自动获取IP等信息。
  

【R1 中继服务器】
[R1]dhcp enable 
Info: The operation may take a few seconds. Please wait for a moment.done.
[R1]int g0/0/0
[R1-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select relay 
[R1-GigabitEthernet0/0/0]dhcp relay server-ip 10.0.0.2 #与DHCP服务器连接上的网关
[R1-GigabitEthernet0/0/0]q

【R2 DHCP服务器】
[R2]dhcp enable 
[R2]ip pool 1
[R2-ip-pool-1]network  192.168.100.0 mask 24
[R2-ip-pool-1]gateway-list 192.168.100.1
[R2-ip-pool-1]dns-list 8.8.8.8
[R2-ip-pool-1]lease day 10
[R2-ip-pool-1]q
[R2]int g0/0/0
[R2-GigabitEthernet0/0/0]dhcp select global 
[R2-GigabitEthernet0/0/0]q

#DHCP服务器往中继服务器的下行网口子发送offer时，DHCP服务器的路由表中没有这个小行接口的IP信息，所以需要配置静态路由。

#因为R2和 客户端不是直连网段，中间隔着一个10.0.0.0网段，所以需要配置静态路由
[R2]ip route-static 192.168.100.0 24 10.0.0.1

实验结果：
PC1 执行
ipconfig