項(xiàng)目10DHCP自動(dòng)分配地址【項(xiàng)目背景】學(xué)院新建兩個(gè)實(shí)訓(xùn)機(jī)房，小明需要在實(shí)訓(xùn)機(jī)房中配置DHCP，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)獲取IP地址，初期規(guī)劃如圖所示。機(jī)房1網(wǎng)段/24分配的IP地址租期為30天，機(jī)房2網(wǎng)段/24分配的IP地址租期為2天。由于教學(xué)需要，在高年級實(shí)訓(xùn)機(jī)房搭建教學(xué)服務(wù)器時(shí)，使用固定IP地址00/24。1．知識目標(biāo)（1）了解DHCP。（2）了解DHCP工作流程。（3）了解DHCP中繼過程。2．技能目標(biāo)（1）配置DHCP服務(wù)，實(shí)現(xiàn)地址自動(dòng)分配。（2）配置DHCP中繼，實(shí)現(xiàn)跨子網(wǎng)地址自動(dòng)分配。3．素質(zhì)目標(biāo)（（1）隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，我國的網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品積極創(chuàng)新。本項(xiàng)目通過配置國產(chǎn)交換機(jī)，激發(fā)讀者的愛國情懷和民族自豪感。（2）培養(yǎng)讀者的信息共享和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國意識，樹立數(shù)字時(shí)代互聯(lián)互通的理念。（3）培養(yǎng)學(xué)生保持工作環(huán)境干凈的習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)整潔的物料放置，遵守6S管理規(guī)范?！卷?xiàng)目目標(biāo)】10.1了解DHCP【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】

10.1了解DHCP因特網(wǎng)工程項(xiàng)目組（IETF）設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)配置協(xié)議（DHCP），實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)自動(dòng)分配IP地址，減少了網(wǎng)絡(luò)管理工作量。搭建DHCP服務(wù)器，自動(dòng)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、手機(jī)等）分配IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和DNS服務(wù)器地址等配置，大大簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理過程，提高網(wǎng)絡(luò)管理性和安全性?！炯夹g(shù)介紹】1．什么是DHCP

DHCP使用客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server，C/S）模式，給網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)自動(dòng)分配動(dòng)態(tài)、可用IP地址、子網(wǎng)掩碼及其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，指定IP地址租期，實(shí)現(xiàn)即插即用，降低客戶機(jī)的配置和維護(hù)成本，大大減少了網(wǎng)絡(luò)管理的工作量?！炯夹g(shù)介紹】10.1了解DHCP

2．DHCP服務(wù)環(huán)境角色

DHCP服務(wù)有3種角色，分別為DHCP服務(wù)器、DHCP客戶機(jī)（簡稱客戶機(jī)）和DHCP中繼（可選），如圖所示（將交換機(jī)配置為DHCP中繼和DHCP服務(wù)器）。10.2了解DHCP工作流程【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程1．DHCP分配地址方式

DHCP采用C/S模式，任何啟用DHCP客戶機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，都可以向DHCP服務(wù)器提出分配地址請求，由服務(wù)器為其分配IP地址及其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，完成從DHCP服務(wù)器租借IP地址過程?？蛻魴C(jī)不再使用IP地址自動(dòng)返回IP地址池，以便實(shí)現(xiàn)再分配，如圖所示?！炯夹g(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址過程

DHCP分配地址過程包括4個(gè)階段，即發(fā)現(xiàn)階段、提供階段、選擇階段和確認(rèn)階段，如圖所示?！炯夹g(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址過程

客戶機(jī)與DHCP服務(wù)器交互，使用4種不同類型DHCP報(bào)文通信，分別是DHCPDISCOVER、DHCPOFFER、DHCPREQUEST和DHCPACK，如表所示?！炯夹g(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址過程

（1）發(fā)現(xiàn)階段當(dāng)客戶機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)沒有IP地址時(shí)，客戶機(jī)通過廣播方式發(fā)出DHCPDISCOVER請求報(bào)文，尋找網(wǎng)絡(luò)中的DHCP服務(wù)器。該請求報(bào)文的源IP地址為，目的IP地址為55，如圖所示?！炯夹g(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址過程

（2）提供階段DHCP服務(wù)器收到客戶機(jī)發(fā)送DHCPDISCOVER報(bào)文，及時(shí)做出響應(yīng)，發(fā)出DHCPOFFER報(bào)文，從IP地址池內(nèi)選擇位于最前面、閑置的IP地址，連同配置參數(shù)信息，提供給客戶機(jī)?！炯夹g(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址過程

（3）選擇階段客戶機(jī)收到DHCPOFFER報(bào)文后，再次利用廣播方式發(fā)送一個(gè)DHCPREQUEST報(bào)文，作為對DHCP服務(wù)器的響應(yīng)。這個(gè)階段是選擇階段?！炯夹g(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程2．DHCP分配地址過程

（4）確認(rèn)階段DHCP服務(wù)器向客戶機(jī)發(fā)送DHCPACK報(bào)文，告訴客戶機(jī)可以使用其提供的IP地址?？蛻魴C(jī)將IP地址和參數(shù)信息綁定在網(wǎng)卡上。【技術(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程3．DHCP租約

DHCP服務(wù)器為客戶機(jī)分配一個(gè)IP地址，并指定租期。在租約未到期時(shí)，客戶機(jī)可以使用該IP地址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。在租約到期后，如果客戶機(jī)仍需要使用該IP地址，則需要向DHCP服務(wù)器申請續(xù)約。（1）租期已過50%的時(shí)刻在此時(shí)刻，客戶機(jī)主動(dòng)向DHCP服務(wù)器發(fā)送DHCPREQUEST報(bào)文，請求更新租期：若DHCP服務(wù)器提供的IP地址可以繼續(xù)使用，則回復(fù)DHCPACK報(bào)文，更新租期；若DHCP服務(wù)器提供的IP地址不可以繼續(xù)使用，則回復(fù)DHCPNAK報(bào)文，不更新租期。【技術(shù)介紹】10.2了解DHCP工作流程3．DHCP租約

（2）租期已過87.5%的時(shí)刻在此時(shí)刻，客戶機(jī)主動(dòng)向DHCP服務(wù)器發(fā)送DHCPREQUEST報(bào)文，請求更新租期：若DHCP服務(wù)器提供的IP地址可以繼續(xù)使用，則回復(fù)DHCPACK報(bào)文，更新租期；若DHCP服務(wù)器提供的IP地址不可以繼續(xù)使用，則回復(fù)DHCPNAK報(bào)文，不更新租期。租約到期后，客戶機(jī)會(huì)重新發(fā)送DHCPDISCOVER報(bào)文，重新開始DHCP分配地址過程。10.3認(rèn)識DHCP報(bào)文【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】10.3認(rèn)識DHCP報(bào)文部署在同一網(wǎng)段中的客戶機(jī)和DHCP服務(wù)器通過交換DHCP報(bào)文，實(shí)現(xiàn)DHCP服務(wù)過程。其中，DHCP是基于UDP的典型應(yīng)用：客戶機(jī)采用端口號68，服務(wù)器采用端口號67，實(shí)現(xiàn)面向無連接的通信服務(wù)。DHCP報(bào)文使用IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝如圖所示?！炯夹g(shù)介紹】10.3認(rèn)識DHCP報(bào)文其中，各部分內(nèi)容介紹如下。①

數(shù)據(jù)鏈路層幀頭：常見格式有Ethernet_II、IEEE802.1Q、IEEE802.3等。②IP數(shù)據(jù)包頭：標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)包頭，長度為20字節(jié)。③UDP報(bào)頭：標(biāo)準(zhǔn)UDP報(bào)頭，長度為8字節(jié)。④DHCP報(bào)文：承載具體的DHCP報(bào)文內(nèi)容。10.4配置DHCP服務(wù)【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)1．配置地址池

在全局配置模式下，使用以下命令配置地址池、子網(wǎng)掩碼以及默認(rèn)網(wǎng)關(guān)?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)2．配置租約

IP地址默認(rèn)租期[以天（day）為單位]為1天，使用以下命令配置租約?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)2．配置租約

以下示例為配置租約過程?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)3．配置域名和域名服務(wù)器

可以指定客戶機(jī)的域名，當(dāng)客戶機(jī)訪問網(wǎng)絡(luò)時(shí)，自動(dòng)完成域名地址解析。以下示例為給客戶機(jī)分配域名?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)4．配置排除地址

DHCP服務(wù)器默認(rèn)把DHCP地址池中的所有IP地址分配給客戶機(jī)。如果想要保留一些IP地址不分配，則需要定義排除地址。以下示例定義排除地址范圍，該范圍內(nèi)的IP地址不會(huì)被分配給客戶機(jī)?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)5．配置設(shè)備接口，自動(dòng)獲取IP地址

使用如下命令配置設(shè)備接口，自動(dòng)獲取IP地址?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)6．DHCP手動(dòng)分配固定的IP地址

假設(shè)配置MAC地址為f0de.f17f.cb4c的客戶機(jī)自動(dòng)獲取8/24地址，根據(jù)客戶機(jī)發(fā)送的DHCPDISCOVER報(bào)文中的客戶機(jī)MAC地址進(jìn)行IP地址分配時(shí)，有如下兩種方式。①

使用client-identifier命令實(shí)現(xiàn)?！炯夹g(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)6．DHCP手動(dòng)分配固定的IP地址

假設(shè)配置MAC地址為f0de.f17f.cb4c的客戶機(jī)自動(dòng)獲取8/24地址，根據(jù)客戶機(jī)發(fā)送的DHCPDISCOVER報(bào)文中的客戶機(jī)MAC地址進(jìn)行IP地址分配時(shí)，有如下兩種方式。②使用hardware-address命令實(shí)現(xiàn)（推薦）。【技術(shù)介紹】10.4配置DHCP服務(wù)7．查看DHCP信息

使用如下命令查看DHCP信息。10.5配置DHCP中繼【知識準(zhǔn)備】【技術(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼在DHCP通信機(jī)制中，如果客戶機(jī)和DHCP服務(wù)器不在同一網(wǎng)段，則必須部署DHCP中繼，因?yàn)榇藭r(shí)DHCPDISCOVER報(bào)文會(huì)被子網(wǎng)屏蔽，如圖所示。【技術(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼1．什么是DHCP中繼

DHCP中繼也稱DHCP中繼代理，將一個(gè)子網(wǎng)客戶機(jī)發(fā)來DHCPDISCOVER報(bào)文，通過單播方式，轉(zhuǎn)發(fā)到另一子網(wǎng)DHCP服務(wù)器，滿足DHCPDISCOVER報(bào)文跨網(wǎng)段通信需要?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼2．DHCP中繼工作過程

DHCP中繼場景，客戶機(jī)、DHCP中繼和DHCP服務(wù)器交互過程，和無DHCP中繼場景交互相同，差異是：通過DHCP中繼，在DHCP服務(wù)器和客戶機(jī)之間，轉(zhuǎn)發(fā)DHCP報(bào)文?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼2．DHCP中繼工作過程

（1）發(fā)現(xiàn)階段DHCP中繼收到客戶機(jī)發(fā)送的DHCPDISCOVER報(bào)文后，進(jìn)行如下處理。①

檢查DHCP報(bào)文中的hops字段：如果大于16，則丟棄DHCP報(bào)文；否則將hops字段加1，表示經(jīng)過一次DHCP中繼。②

檢查DHCP報(bào)文中的giaddr字段：如果是0，則將giaddr字段修改為接收DHCPDISCOVER報(bào)文的接口IP地址；如果不是0，則不修改該字段。③

將DHCP報(bào)文中的目的IP地址修改為DHCP服務(wù)器或下一跳DHCP中繼的IP地址，將源IP地址修改為DHCP中繼連接客戶機(jī)的接口IP地址。④

將DHCP報(bào)文通過單播方式發(fā)送給DHCP服務(wù)器或下一跳DHCP中繼。如果客戶機(jī)與DHCP服務(wù)器之間存在多臺(tái)DHCP中繼，則DHCP中繼工作過程同上?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼2．DHCP中繼工作過程

（2）提供階段不在同一網(wǎng)段的DHCP服務(wù)器收到DHCPDISCOVER報(bào)文后，首先選擇與報(bào)文中的giaddr字段為同一網(wǎng)段的IP地址，并將其分配給客戶機(jī)；然后向giaddr字段標(biāo)識的DHCP中繼單播發(fā)送DHCPOFFER報(bào)文。DHCP中繼收到DHCPOFFER報(bào)文后，檢查報(bào)文中的giaddr字段，如果不是接口IP地址，則丟棄該報(bào)文。否則，DHCP中繼檢查報(bào)文中的廣播標(biāo)志位：如果廣播標(biāo)志位為1，則將DHCPOFFER報(bào)文廣播發(fā)送給客戶機(jī)；否則，將DHCPOFFER報(bào)文單播發(fā)送給客戶機(jī)。（3）選擇階段DHCP中繼接收客戶機(jī)的DHCPREQUEST報(bào)文后，工作過程同10.2節(jié)的“選擇階段”。（4）確認(rèn)階段DHCP中繼接收DHCP服務(wù)器的DHCPACK報(bào)文后，工作過程同10.2節(jié)的“確認(rèn)階段”?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼3．配置DHCP中繼

在全局配置模式下，使用如下命令配置DHCP中繼?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼3．配置DHCP中繼

【配置案例】配置DHCP中繼。如圖所示，為實(shí)訓(xùn)客戶機(jī)自動(dòng)獲取IP地址的功能，某企業(yè)網(wǎng)絡(luò)擬在三層交換機(jī)上部署DHCP服務(wù)器，在二層交換機(jī)上開啟DHCP中繼，使接入終端能夠自動(dòng)獲取IP地址。【技術(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼3．配置DHCP中繼

【配置案例】配置DHCP中繼。①

在核心交換機(jī)Switch1上配置接口信息及IP地址?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼3．配置DHCP中繼

【配置案例】配置DHCP中繼。②

在核心交換機(jī)Switch1上配置交換機(jī)管理地址?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼3．配置DHCP中繼

【配置案例】配置DHCP中繼。③

在核心交換機(jī)Switch1上開啟DHCP服務(wù)，配置地址池?！炯夹g(shù)介紹】10.5配置DHCP中繼3．配置DHCP中繼

【配置案例】配置DHCP